CN102664538A - 一种高功率因数介质阻挡放电电源电路 - Google Patents
一种高功率因数介质阻挡放电电源电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102664538A CN102664538A CN2012101485956A CN201210148595A CN102664538A CN 102664538 A CN102664538 A CN 102664538A CN 2012101485956 A CN2012101485956 A CN 2012101485956A CN 201210148595 A CN201210148595 A CN 201210148595A CN 102664538 A CN102664538 A CN 102664538A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- diode
- circuit
- semiconductor switch
- switch device
- dielectric barrier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
一种高功率因数介质阻挡放电电源电路,它包括交流输入电感L1、L2,二极管D1、D2、D3、D4,直流分压电容C1、C2,半导体开关器件S1、S2、S3、S4,高频升压变压器T及负载Z;整个电路为一体式整流逆变电路,整流部分采用Boost无桥式功率因数校正电路,逆变部分采用半桥式逆变结构。本发明整流和逆变部分均采用全控型件,具备功率因数校正功能,直流侧电压可调,可实现脉冲幅度调制(PAM),脉冲频率调制(PFM)和脉冲密度调制(PDM)等多种调制技术的组合控制,电路易于滤波,制造成本低,适用性高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种高频高压放电电源电路,尤其涉及一种高功率因数介质阻挡放电电源电路。
背景技术
介质阻挡放电(DBD)的原理是绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电,又称介质阻挡电晕放电或无声放电,在放电过程中会将空气电离,从而产生等离子体;可广泛应用于产生臭氧,高分子和金属薄膜及板材的改性,接枝、表面张力的提高、清洗和亲水改性中。介质阻挡放电电源泛指能够实现介质阻挡放电的驱动电源,介质阻挡放电电源广泛应用于臭氧放生器、电晕机、UV紫外线光固机、电火花机、等离子射流装置等。由于介质阻挡放电产生的条件要求高频和高压,所以驱动电源要求能够产生高频和高压的交流电压输出,此类电源电路一般包含整流电路和逆变电路,控制上要求能够实现电压和频率的调节,而传统的介质阻挡放电电源电路的整流电路和逆变电路种类为:第一类、不可控整流电路结合半桥式逆变电路;第二类、不可控整流结合全桥逆变电路;第三类、晶闸管全桥整流电路结合全桥逆变电路,参看图1;第一类电源电路由于电路结构过于简单,此电路只能采取脉冲频率调制(PFM)的控制方法,整流部分不可控,逆变电路部分交流输出电压不可调,同时电源功率因数低,直流侧输入电压低,并且逆变电路易产生中点漂移现象;第二类电源电路,此电路的整流部分不可控,逆变电路部分交流输出电压的幅值不可调,还有电源功率因素低,全桥结构中高频脉冲变压器易产生直流脉冲磁化现象,电路复杂,制造成本高;第三类电路,此类电路由于整流部分采取移相控制,因此在调节直流侧电压时会导致电源输入功率因数过低,并且驱动电路设计相对复杂(包含晶闸管驱动电路和IGBT驱动电路两部分),制造成本高,可靠性低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高功率因数介质阻挡放电电源电路,它具有功率因素高、电路结构简单、制造成本低和适用性高的优点。
本发明是这样来实现的,一种高功率因数介质阻挡放电电源电路,其特征在于:它包括交流输入电感L1、L2,二极管 D1、D2、D3、D4,直流分压电容C1、C2,半导体开关器件S1、S2、S3、S4,高频升压变压器T及负载Z;其中半导体开关器件S3的一端与S4的一端相连,直流分压电容C1的一端与直流分压电C2的一端相连,二极管D2的阳极与D3的阴极相连,半导体开关器件S3的另一端、直流分压电容C1的另一端以及二极管D2的阴极均与二极管D1的阴极相连,半导体开关器件S4的另一端、直流分压电容C2的另一端以及二极管D3的阳极均与二极管D4的阳极相连;二极管D1的阳极与二极管D4的阴极相连;交流输入电感L1的一端和交流输入电感L2的一端输入交流电,交流输入电感L1的另一端连接在二极管 D1、D4之间,交流输入电感L2的另一端连接在二极管D2、D3之间;半导体开关器件S1与二极管D4并联,半导体开关器件S2与二极管D3并联;高频升压变压器T的输入线圈的两端分别连在直流分压电容C1、C2之间和半导体开关器件S3、S4之间,高频升压变压器T的输出线圈的两端分别连接在负载Z的两端。所述的半导体开关器件为IGBT、MOSFET、GTO中的一种。
本发明的技术效果是:本发明整流部分采用全控件,直流电源可调,可实现脉冲幅度调制(PAM),脉冲频率调制(PFM)和脉冲密度调制(PDM)功能,同时还具有功率因素高,能够主动进行功率因素校正,易于滤波,生产成本低,适用性高的优点。
附图说明
图1是现有技术中采用不可控整流电路结合半桥式逆变电路的电路图。
图2是现有技术中采用不可控整流结合全桥逆变电路的电路图。
图3是现有技术中采用晶闸管可控整流加全桥逆变电路的电路图。
图4是本发明的半导体开关器件以IGBT为例的电路图。
图5是本发明的工作过程电路图。
具体实施方式
如图4、5所示,本发明是这样来实现的,一种高功率因数介质阻挡放电电源电路,它包括交流输入电感L1、L2,二极管 D1、D2、D3、D4,直流分压电容C1、C2,半导体开关器件S1、S2、S3、S4,高频升压变压器T及负载Z;其中半导体开关器件S3的一端与S4的一端相连,直流分压电容C1的一端与直流分压电C2的一端相连,二极管D2的阳极与D3的阴极相连,半导体开关器件S3的另一端、直流分压电容C1的另一端以及二极管D2的阴极均与二极管D1的阴极相连,半导体开关器件S4的另一端、直流分压电容C2的另一端以及二极管D3的阳极均与二极管D4的阳极相连;二极管D1的阳极与二极管D4的阴极相连;交流输入电感L1的一端和交流输入电感L2的一端输入交流电,交流输入电感L1的另一端连接在二极管 D1、D4之间,交流输入电感L2的另一端连接在二极管D2、D3之间;半导体开关器件S1与二极管D4并联,半导体开关器件S2与二极管D3并联;高频升压变压器T的输入线圈的两端分别连在直流分压电容C1、C2之间和半导体开关器件S3、S4之间,高频升压变压器T的输出线圈的两端分别连接在负载Z的两端。本发明电路拓扑结构中,半导体开关器件以IGBT为例,但不仅限于此,也可采用MOSFET、GTO全控型半导体器件。
本发明电路的工作过程是这样的,输入信号控制半导体开关器件S1、S2、S3、S4的工作,并且独立工作互不影响,当输入的交流电压Uac处于正半周,整流部分电路,L1处电位高于L2处电位,D1、D3导通,S1开启,S2关闭,构成Uac、L1、D1、C1、C2、D3、L2回路以及Uac、L1、S1、D3、L2回路,完成功率因素校正以及对C1与C2之间的直流电压脉冲幅度调制,同时对C1、C2进行充电;逆变部分电路 ,C1的上端为高电位,此时S3导通,S4关闭,构成C1、S3、T回路,通过T对输入的电压的升压,使得适当电压和频率的电压加载于负载R上。
当输入的交流电压Uac处于负半周,L2处电位高于L1处电位,D2、D4导通,S2开启,S1关闭,构成Uac、L2、D2、C1、C2、D4、L1回路以及Uac、L2、S2、D4、L1回路,完成功率因素校正以及对C1与C2之间的直流电压脉冲幅度调制,同时对C1、C2进行充电;逆变部分电路 ,C2的上端为高电位,此时S4导通,S3关闭,构成C2、S4、T回路,通过T对输入的电压的升压,使得适当电压和频率的电压加载于负载R上。
输入的交流电压Uac处于正、负半周,L1、L2完成整流滤波,S1、S2、S3、S4均可以通过输入信号实现主动控制,使用本发明针对输出电压和电流进行锁相控制,可以大大提高了功率因数,并且根据需要,认为调节需要的功率因数,提高了电路的适用性,逆变部分电路可采用脉冲频率调制(PFM)或者脉冲密度调制(PDM)。
Claims (1)
1. 一种高功率因数介质阻挡放电电源电路,其特征在于:它包括交流输入电感L1、L2,二极管 D1、D2、D3、D4,直流分压电容C1、C2,半导体开关器件S1、S2、S3、S4,高频升压变压器T及负载Z;其中半导体开关器件S3的一端与S4的一端相连,直流分压电容C1的一端与直流分压电C2的一端相连,二极管D2的阳极与D3的阴极相连,半导体开关器件S3的另一端、直流分压电容C1的另一端以及二极管D2的阴极均与二极管D1的阴极相连,半导体开关器件S4的另一端、直流分压电容C2的另一端以及二极管D3的阳极均与二极管D4的阳极相连;二极管D1的阳极与二极管D4的阴极相连;交流输入电感L1的一端和交流输入电感L2的一端输入交流电,交流输入电感L1的另一端连接在二极管 D1、D4之间,交流输入电感L2的另一端连接在二极管D2、D3之间;半导体开关器件S1与二极管D4并联,半导体开关器件S2与二极管D3并联;高频升压变压器T的输入线圈的两端分别连在直流分压电容C1、C2之间和半导体开关器件S3、S4之间,高频升压变压器T的输出线圈的两端分别连接在负载Z的两端。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2012101485956A CN102664538A (zh) | 2012-05-15 | 2012-05-15 | 一种高功率因数介质阻挡放电电源电路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2012101485956A CN102664538A (zh) | 2012-05-15 | 2012-05-15 | 一种高功率因数介质阻挡放电电源电路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102664538A true CN102664538A (zh) | 2012-09-12 |
Family
ID=46773974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2012101485956A Pending CN102664538A (zh) | 2012-05-15 | 2012-05-15 | 一种高功率因数介质阻挡放电电源电路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102664538A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104467397A (zh) * | 2012-12-13 | 2015-03-25 | 吴小再 | 一种适于矫正功率因数的链式svg装置的工作方法 |
CN104682719A (zh) * | 2013-11-29 | 2015-06-03 | 东林科技股份有限公司 | 交交流变压装置及其变压方法 |
CN109921626A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-06-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 功率因素校正电路及其控制方法、功率因素校正装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101478245A (zh) * | 2009-01-23 | 2009-07-08 | 华南理工大学 | 一种z源软开关功率因数校正全桥变换器 |
CN201360223Y (zh) * | 2009-01-04 | 2009-12-09 | 丁香鹏 | 一种臭氧发生器的中频电源 |
CN100589675C (zh) * | 2004-03-29 | 2010-02-10 | 三菱电机株式会社 | 等离子体发生用电源装置 |
CN201726309U (zh) * | 2010-08-11 | 2011-01-26 | 上海交通大学 | 功率mosfet功率因数校正器 |
CN202565173U (zh) * | 2012-05-15 | 2012-11-28 | 南昌工程学院 | 一种高功率因数介质阻挡放电电源电路 |
-
2012
- 2012-05-15 CN CN2012101485956A patent/CN102664538A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100589675C (zh) * | 2004-03-29 | 2010-02-10 | 三菱电机株式会社 | 等离子体发生用电源装置 |
CN201360223Y (zh) * | 2009-01-04 | 2009-12-09 | 丁香鹏 | 一种臭氧发生器的中频电源 |
CN101478245A (zh) * | 2009-01-23 | 2009-07-08 | 华南理工大学 | 一种z源软开关功率因数校正全桥变换器 |
CN201726309U (zh) * | 2010-08-11 | 2011-01-26 | 上海交通大学 | 功率mosfet功率因数校正器 |
CN202565173U (zh) * | 2012-05-15 | 2012-11-28 | 南昌工程学院 | 一种高功率因数介质阻挡放电电源电路 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
王兆安等: "《电力电子技术》", 31 May 2000 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104467397A (zh) * | 2012-12-13 | 2015-03-25 | 吴小再 | 一种适于矫正功率因数的链式svg装置的工作方法 |
CN104467397B (zh) * | 2012-12-13 | 2017-01-11 | 国网山东省电力公司蒙阴县供电公司 | 矫正功率因数、提高变压器利用率的链式svg装置 |
CN104682719A (zh) * | 2013-11-29 | 2015-06-03 | 东林科技股份有限公司 | 交交流变压装置及其变压方法 |
WO2015078094A1 (zh) * | 2013-11-29 | 2015-06-04 | 东林科技股份有限公司 | 交交流变压装置及其变压方法 |
CN104682719B (zh) * | 2013-11-29 | 2017-02-01 | 东林科技股份有限公司 | 交交流变压装置及其变压方法 |
CN109921626A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-06-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 功率因素校正电路及其控制方法、功率因素校正装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5923120B2 (ja) | 双方向非接触給電システム | |
CN106165283B (zh) | 用于高频ac-dc转换的电子装置和控制方法 | |
Gao et al. | A high step up SEPIC-based converter based on partly interleaved transformer | |
CN105932880A (zh) | 谐振转换器的基于磁化电流的控制 | |
AU2011217688A1 (en) | DC-DC converter circuit for high input-to-output voltage conversion | |
CN102142776A (zh) | 开关电源装置 | |
CN102223072B (zh) | 具宽幅输入电压范围的双开关返驰式功率转换器 | |
JP2017130997A (ja) | 絶縁型の双方向dc/dcコンバータおよびその制御方法 | |
WO2014155604A1 (ja) | Dc/dcコンバータ | |
US10381938B2 (en) | Resonant DC-DC converter | |
JP2009528011A (ja) | オーディオ電力変換システム | |
CN110601577A (zh) | 多电平逆变器 | |
CN103633849A (zh) | 减少功率转换器电磁干扰的双闸极驱动电路及控制方法 | |
CN204700414U (zh) | 一种有源功率因数校正的电焊机电路 | |
CN102664538A (zh) | 一种高功率因数介质阻挡放电电源电路 | |
CN202565173U (zh) | 一种高功率因数介质阻挡放电电源电路 | |
TWI513166B (zh) | 升壓裝置及串聯型變壓器裝置 | |
CN107852104B (zh) | 电源系统 | |
CN102237815A (zh) | 高效可靠的直流到交流转换电路 | |
TWI481180B (zh) | 直流交流轉換器及直流交流轉換電路 | |
CN201985763U (zh) | 一种电除尘用调幅高频高压电源电路 | |
CN109617399A (zh) | 基于箝位升压单元的Sepic型高增益直流变换器 | |
CN114825663A (zh) | 一种sp型双输出单独可调无线电能传输系统及其控制方法 | |
CN102223058B (zh) | 交错式在线隔离双库克电路 | |
CN102801336A (zh) | 一种新型逆变式三相电晕机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120912 |