一種帶可控整流的電除塵用高頻電源的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種帶可控整流的電除塵用高頻電源，屬于電力環保技術領域。【背景技術】
[0002] 采用高電壓技術的電除塵器能有效脫除電廠排放煙氣中的灰塵，具有除塵效率 高、損耗小的優點，目前正逐步得到廣泛應用。隨著全控型功率器件的發展，尤其是高壓大 電流的IGBT的快速發展，電除塵器高頻電源近年發展起來。電除塵器高頻電源采用S相電 網整流，然后通過逆變升壓得到高壓電壓電源。高頻電源中的=相電網整流往往采用不可 控整流，諧波較大功率因數較低，嚴重影響了電網的電能質量。采用AC/DC可控整流能有效 抑制諧波和提高功率因數和諧波抑制能力，提高設備的用電電能質量。 【實用新型內容】
[0003] 為解決現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種帶可控整流的電除塵用 高頻電源，W克服傳統電除塵高頻電源AC/DC轉換不可控造成的諧波大、功率因數低的缺 點。
[0004] 為了實現上述目標，本實用新型采用如下的技術方案：
[0005] 一種帶可控整流的電除塵用高頻電源，其特征是，包括=相可控整流電路和串聯 諧振電路；所述串聯諧振電路包括單相全橋電路、四個諧振電容、諧振電感、高頻變壓器和 整流電路。
[0006] 前述的一種帶可控整流的電除塵用高頻電源，其特征是，所述=相可控整流電路 包括=相電感和六個絕緣柵雙極型晶體管或=相電感和六個金氧半場效晶體管。
[0007] 前述的一種帶可控整流的電除塵用高頻電源，其特征是，所述單相全橋電路由四 個金氧半場效晶體管組成；所述整流電路由四個二極管組成。
[000引前述的一種帶可控整流的電除塵用高頻電源，其特征是，所述金氧半場效晶體管 和絕緣柵雙極型晶體管均采用厚膜集成電路M57962組成驅動電路實現各個開關管的隔離 驅動。
[0009] 本實用新型所達到的有益效果；通過對整流電路輸入電流的控制，實現了單位功 率因數控制和電流諧波的抑制，根本上實現了高頻電源用電電能質量的提高；串聯諧振電 路大大減小了開關損耗和噪聲干擾，實現較高的開關頻率，并具有類似恒流源的特性，能有 效抑制除塵電場火花的大電流沖擊，并快速焰滅火花并恢復電場的能量；采用厚膜集成電 路M57962組成驅動電路能實現各個功率管的隔離驅動，并能在發生功率管過流時迅速關 斷功率管，提高驅動電路可靠性。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本實用新型的整體電路結構示意圖；
[0011] 圖2是本實用新型的可控整流電路控制系統的示意圖；
[0012] 圖3是本實用新型的驅動信號及逆變橋輸出電壓示意圖；
[0013] 圖4是義用M57962的驅動電路不意圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。W下實施例僅用于更加清楚地說明本 實用新型的技術方案，而不能W此來限制本實用新型的保護范圍。
[0015] 本實用新型設及的一種帶可控整流的電除塵用高頻電源，包括相連接的S相可控 整流電路和串聯諧振電路。
[0016] 如圖1所示，其中，=相可控整流電路由=相電感和六個絕緣柵雙極型晶體管 T1-T6組成或由=相電感和六個金氧半場效晶體管T1-T6組成。
[0017] 串聯諧振電路包括單相全橋電路、四個諧振電容C1-C4、諧振電感Lr、高頻變壓器 TR和整流電路。單相全橋電路由四個金氧半場效晶體管Q1-Q4組成，整流電路由四個二極 管D1-D4組成。
[0018] S相電網通過S相電感接到S相半橋電路的橋臂，通過AC側電流的控制實現諧 波抑制和功率因數可調，可控整流得到的直流電源作為串聯諧振電路的直流輸入。直流電 源通過單相全橋電路的兩橋臂之間移相角的控制來調節輸出電壓，通過恒頻控制實現功率 開關管的零電壓零電流軟開關，然后逆變得到高頻諧振輸出，經變壓器升壓隔離后通過單 相整流電路得到高壓輸出。
[0019] W上金氧半場效晶體管和絕緣柵雙極型晶體管均采用厚膜集成電路M57962組成 驅動電路實現各個開關管的隔離驅動。
[0020] S相可控整流電路控制系統如圖2所示，S相電網電壓e。、6b、e。和AC側電流i。、 ib、i。通過坐標變換得到兩相同步坐標系下的ed、e。和id、i。。首先對整流電路輸出電容C 的端電壓V。進行控制得到參考電路iduf，然后在同步旋轉坐標系下進行控制，通過空間矢 量脈寬調制（SVPWM)得到六個IGBT的驅動信號。
[0021] T1-T6構成=相整流橋，Q1-Q4組成全橋電路，&為諧振電容與變壓器分布電容折 合到變壓器原邊的等效電容，Lr為諧振電感與變壓器漏感串聯得到的等效電感。整個電路 的諧振頻：
[0022] (1)
[0023] 功率管的驅動信號如圖2所示，Q1與Q2的驅動信號相位相差180°，中間有死區； Q3和Q4之間相差也是180°，中間有死區。只有在Q1、Q4同時導通或Q2、Q3同時導通時， 逆變器橋才能通過變壓器向副邊傳遞能量。通過改變移相角，就可W改變Q1、Q4及Q2、Q3 的導通時間，通過調整該2組驅動信號脈沖之間的相位移0，就可W改變輸出功率。由于 Q3和Q4相對于Q1和Q2先通斷，所WQ3和Q4為超前臂，Q1和Q2為滯后臂。
[0024] 電路的工作過程如圖3所示：
[0025] to至tl時段Q1和Q4導通，to時刻開通Q1，實現Lr和化的諧振，諧振電流Ir為 正弦波；
[0026] tl至t2是超前臂關斷過程，tl時刻關斷Q4,電容C4的電壓不能突變實現Q4的 零電壓關斷，tl至t2時間段變壓器原邊諧振電流通過C4進行充電達到電容C的電壓Vc， 同時C3的電壓從Vc放電至零，達到Q3的零電壓導通條件；
[0027]t2至t3是續流階段，t2時刻開通Q3,原邊諧振電流通過Q1和Q3的體內二極管 續流，t3時刻下降到零；
[002引 t3至t4是滯后臂的關斷過程，諧振電流保持為零，t3時刻關斷Q1，實現零電流關 斷，t4時刻開通Q2,實現零電流開通；
[0029] t4之后負半周開始，分析和前面相同。
[0030] 圖4為采用M57962的驅動電路。采用VCC1和VCC2兩路電源，實現負壓關斷，提 高了可靠性，采用兩個穩壓二極管D1和D2反向串聯，實現對開通和關斷電壓的限壓。D3為 穩壓二極管，改變IGBT的短路檢測的CE極電壓閥值，避免了出現嚴重過流導致IGBT性能 下降甚至損壞。U2實現故障信號的隔離檢測，將故障信號送至控制系統。
[0031] W上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技 術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可W做出若干改進和變形，該些改 進和變形也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1. 一種帶可控整流的電除塵用高頻電源，其特征是，包括三相可控整流電路和串聯諧 振電路；所述串聯諧振電路包括單相全橋電路、四個諧振電容、諧振電感、高頻變壓器和整 流電路。2. 根據權利要求1所述的一種帶可控整流的電除塵用高頻電源，其特征是，所述三相 可控整流電路包括三相電感和六個絕緣柵雙極型晶體管或三相電感和六個金氧半場效晶 體管。3. 根據權利要求1所述的一種帶可控整流的電除塵用高頻電源，其特征是，所述單相 全橋電路由四個金氧半場效晶體管組成；所述整流電路由四個二極管組成。4. 根據權利要求2所述的一種帶可控整流的電除塵用高頻電源，其特征是，所述金氧 半場效晶體管和絕緣柵雙極型晶體管均采用厚膜集成電路M57962組成驅動電路實現各個 開關管的隔離驅動。
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶可控整流的電除塵用高頻電源，其特征是，包括三相可控整流電路和串聯諧振電路；所述串聯諧振電路包括單相全橋電路、四個諧振電容、諧振電感、高頻變壓器和整流電路。本實用新型所達到的有益效果：通過對整流電路輸入電流的控制，實現了單位功率因數控制和電流諧波的抑制，根本上實現了高頻電源用電電能質量的提高；串聯諧振電路大大減小了開關損耗和噪聲干擾，實現較高的開關頻率，并具有類似恒流源的特性，能有效抑制除塵電場火花的大電流沖擊，并快速熄滅火花并恢復電場的能量；采用厚膜集成電路M57962組成驅動電路能實現各個功率管的隔離驅動，并能在發生功率管過流時迅速關斷功率管，提高驅動電路可靠性。
【IPC分類】H02M1/42, H02M7/217
【公開號】CN204633624
【申請號】CN201520215547
【發明人】祁建民, 孫虹, 華偉, 楊志超, 陳強
【申請人】江蘇方天電力技術有限公司, 南京工程學院
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年4月10日