CN106411155A - 全波串联多倍压整流电路、除尘电源及除尘装置 - Google Patents

全波串联多倍压整流电路、除尘电源及除尘装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全波串联多倍压整流电路、除尘电源及除尘装置，涉及倍压电路技术领域。所述整流电路包括若干个串联连接的2倍压整流单元，2倍压整流单元包括一个高压变压器、两个整流二极管和两个滤波电容，高压变压器T1的原级接电源，二极管D1的阳极依次经电容C1、电容C2后与二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接，高压变压器T1次级的一端与二极管D1与二极管D2的结点连接，高压变压器T1次级的另一端与电容C1和电容C2的结点连接，二极管D1与电容C1的结点以及二极管D2与电容C2的结点为所述单元的两个接线端。所述整流电路制作难度小，可靠性强，输出电压脉动系数小，输出特性好。

Description

全波串联多倍压整流电路、除尘电源及除尘装置
技术领域
本发明涉及倍压电路技术领域，尤其涉及一种全波串联多倍压整流电路、除尘电源及除尘装置。
背景技术
在电力、冶金、水泥等行业在生产过程中都会产生大量粉尘，这些粉尘会严重污染环境。这些行业采用的除尘设备通常有旋风除尘器、布袋除尘器、电除尘器(包括常规电除尘器和高频高压静电除尘器)等。电除尘器(尤其是高频高压静电除尘器)具有风阻小、节能、除尘效率高的优点。
电除尘器的工作原理示意图如图4所示，电除尘器输出的直流高压电压经高压电缆输送至除尘电场，除尘电场内安装带有大量刺状结构的电晕线，电晕线接直流高压电压的负极，除尘电场外壳接直流高压的正极。当加到除尘电场的直流高压达到一定值时，便会有大量电子从电晕线(负极)上的刺状放电端以电晕放电的方式放出，经电场空间到达除尘电场外壳(正极)。在这个电场空间中若有粉尘颗粒存在，便会被电子俘获并同电子一起在电场作用下向阳极(即除尘电场外壳)运动，并最终附着在除尘电场外壳上，从而达到除尘的目的。待到除尘电场外壳积累了一定数量的粉尘后，由振打和回收装置清除掉附着在除尘电场外壳上的粉尘并回收利用。
目前高压静电除尘电源应用的直流高压产生电路主要有两种形式，一是桥式整流电路(图1)，二是半波传递式多倍压整流电路(图2)，它们均是把变换后的PWM波用单个整流变压器升压后经整流或是经整流滤波后输出到除尘电场。
桥式整流电路存在的缺点是整流变压器输出电压的幅度及整流原件承受电压的幅度均为该整流电路输出电压的幅度，这便给整流变压器的制作和整流元件的选择带来困难并降低了其工作可靠性，如经滤波输出则滤波原件也要承受同样的电压幅度并且提高了整流原件的电流耐量要求。同时这种电路输出电压特性较硬、脉动较大，容易产生火花放电，不利于除尘效率的提高。总体来说，这种电路制作困难、可靠性较低且除尘效率提高困难。
半波传递式多倍压(N倍压)整流电路整流变压器的输出电压略大于该整流电路输出电压的(1/N)，故整流变压器的制作难度降低，但整流原件(包括二极管和电容)则需承受整流变压器输出电压的二倍，其原件选择和工作可靠性都存在一些问题；电路在有负载的情况下，能量从前往后的传递过程中会逐步减弱，因而输出特性偏软，负载变化时输出电压变化较大，同时由于是半波整流，所以输出电压脉动较大，这样的电压在除尘电场中容易出现火花放电，火花放电是一种瞬时高强度放电，会引起除尘电场中电压跌落，并产生强烈电流脉冲，从而浪费电能，降低除尘效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种全波串联多倍压整流电路，所述整流电路制作难度小，可靠性强，输出电压脉动系数小，输出特性好。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种全波串联多倍压整流电路，其特征在于：包括若干个串联连接的2倍压整流单元，每个所述2倍压整流单元包括一个高压变压器、两个整流二极管和两个滤波电容，高压变压器T1的原级接电源，二极管D1的阳极依次经电容C1、电容C2后与二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接，高压变压器T1次级的一端与二极管D1与二极管D2的结点连接，高压变压器T1次级的另一端与电容C1和电容C2的结点连接，每个单元中二极管D1与电容C1的结点为所述单元的一个接线端，二极管D2与电容C2的结点为所述单元的另一个接线端，第一个2倍压整流单元经若干个2倍压整流单元后与最后一个2倍压整流单元串联，若干个单元串联后的两个自由端为所述整流电路的两个输出端，两个自由端中，二极管D2与电容C2的结点为所述整流电路的正极输出端，二极管D1与电容C1的结点为所述整流电路的负极输出端。
优选的，所述2倍频整流单元为两个以上。
本发明还公开了一种高压静电除尘电源，其特征在于：包括工频电源整流滤波电路、高频逆变电路和全波串联多倍压整流电路，所述工频电源整流滤波电路的输入端接交流电源，所述工频电源整流滤波电路的输出端与所述高频逆变电路的输入端连接，所述高频逆变电路的输出端与所述全波串联多倍压整流电路的输入端连接，所述全波串联多倍压整流电路的输出端为所述除尘电源的输出端，所述全波串联多倍压整流电路为前述全波串联多倍压整流电路。
优选的，所述工频电源整流滤波电路的输入端接380V交流电，输出为500V的直流电压。
优选的，所述高频逆变电路输出频率为20kHZ的PWM脉冲波。
本发明还公开了一种除尘装置，其特征在于：包括除尘电源、除尘电场和电晕线，所述除尘电源为前述高压静电除尘电源，所述除尘电源的负极输出端与所述电晕线连接，所述电晕线位于所述除尘电场内，所述除尘电场接地。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述整流电路使用多个整流变压器，降低了每个变压器的功率输出，相应降低了制作难度，同时倍压电容仅承受一倍的整流变压器输出电压，使可靠性大幅增加。这种电路结构由于是全波整流，输出电压脉动系数小，同时改善了电路的输出特性，有利于设备除尘效率的提高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是现有技术中桥式整流电路的原理图；
图2是现有技术中半波传递式多倍频整流电路的原理图；
图3是本发明实施例所述全波串联多倍压整流电路的原理图；
图4是现有技术中除尘装置的结构示意图；
图5是本发明实施例所述除尘装置的结构示意图；
其中：1、除尘电场 2、电晕线。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图3所示，本发明实施例公开了一种全波串联多倍压整流电路，包括若干个串联连接的2倍压整流单元。每个所述2倍压整流单元包括一个高压变压器、两个整流二极管和两个滤波电容，高压变压器T1的原级接电源，二极管D1的阳极依次经电容C1、电容C2后与二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接，高压变压器T1次级的一端与二极管D1与二极管D2的结点连接，高压变压器T1次级的另一端与电容C1和电容C2的结点连接，每个单元中二极管D1与电容C1的结点为所述单元的一个接线端，二极管D2与电容C2的结点为所述单元的另一个接线端，第一个2倍压整流单元经若干个2倍压整流单元后与最后一个2倍压整流单元串联，若干个单元串联后的两个自由端为所述整流电路的两个输出端，两个自由端中，二极管D2与电容C2的结点为所述整流电路的正极输出端，二极管D1与电容C1的结点为所述整流电路的负极输出端。
需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要适当的调整2倍压整流单元的个数，以适应不同等级电压的需要，优选的使用两个以上。
图3中，本2倍压整流单元在稳定工作时滤波电容C1、C2上的电压幅度均为高压变压器T1输出电压的幅度，因而单元在稳定工作时的输出电压约为2倍的高压变压器T1输出电压的幅度。
在高压变压器T1输出电压的负半周期间，高压变压器T1经过整流二极管D1为电容C1充电，电流路径如图3中实线所示，使其上的电压上升到高压变压器T1输出电压的幅度。同时电容C1、C2上的电压(既该多倍压电路的输出电压)通过负载放电，由于电容C2在这段时间没有被充电，所以这段时间电容C2上的电压有所下降。
在高压变压器T1输出电压的正半周期间，高压变压器T1经过整流二极管D2为电容C2充电，电流路径如图3中虚线所示，使其上的电压上升到高压变压器输出电压的幅度。与上相同的原因这段时间电容C1上的电压有所下降。
这样，本2倍压整流单元的输出电压就是串联电容C1、C2上的电压，约为高压变压器T1输出电压幅度的2倍。由若干个(N个)这样的单元串联起来，就可得到多倍压整流电路,输出电压约为高压变压器输出电压幅度的2N倍。由于串联电容C1、C2一个在充电的同时，另一个则在放电，因而串联电容C1、C2上的电压是基本稳定的，脉动较小，也既该多倍压电路的输出电压是基本稳定的，脉动很小，有利提高除尘的平均电场场强，提高除尘效率。
如图5所示，本发明还公开了一种高压静电除尘电源，包括工频电源整流滤波电路、高频逆变电路和全波串联多倍压整流电路。所述工频电源整流滤波电路的输入端接交流电源，所述工频电源整流滤波电路的输出端与所述高频逆变电路的输入端连接，所述高频逆变电路的输出端与所述全波串联多倍压整流电路的输入端连接，所述全波串联多倍压整流电路的输出端为所述除尘电源的输出端，所述全波串联多倍压整流电路为前述的全波串联多倍压整流电路。
因所述除尘电源用了全波串联多倍压整流电路，所以，全波串联多倍压整流电路具有的优点所述除尘电源都具有，因此，有利于提高除尘效果。
如图5所示，本发明还公开了一种除尘装置，其特征在于：包括除尘电源、除尘电场1和电晕线2。所述除尘电源为前述高压静电除尘电源，所述除尘电源的负极输出端与所述电晕线2连接，所述电晕线2位于所述除尘电场1内，所述除尘电场1接地。
优选的，工频电源整流滤波电路输入的是380V三相工频正弦交流电压，输出的是约500V基本稳定的直流电压，供高频逆变电路转换成频率为约20kHZ左右的PWM脉冲波。该PWM脉冲波经全波串联多倍压整流电路中的高压变压器升压后进行倍压整流滤波，变成基本稳定的直流高压后送入除尘电场，对含尘气体起到除尘作用。

Claims (6)

1.一种全波串联多倍压整流电路，其特征在于：包括若干个串联连接的2倍压整流单元，每个所述2倍压整流单元包括一个高压变压器、两个整流二极管和两个滤波电容，高压变压器T1的原级接电源，二极管D1的阳极依次经电容C1、电容C2后与二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接，高压变压器T1次级的一端与二极管D1与二极管D2的结点连接，高压变压器T1次级的另一端与电容C1和电容C2的结点连接，每个单元中二极管D1与电容C1的结点为所述单元的一个接线端，二极管D2与电容C2的结点为所述单元的另一个接线端，第一个2倍压整流单元经若干个2倍压整流单元后与最后一个2倍压整流单元串联，若干个单元串联后的两个自由端为所述整流电路的两个输出端，两个自由端中，二极管D2与电容C2的结点为所述整流电路的正极输出端，二极管D1与电容C1的结点为所述整流电路的负极输出端。
2.如权利要求1所述的全波串联多倍压整流电路，其特征在于：所述2倍频整流单元为两个以上。
3.一种高压静电除尘电源，其特征在于：包括工频电源整流滤波电路、高频逆变电路和全波串联多倍压整流电路，所述工频电源整流滤波电路的输入端接交流电源，所述工频电源整流滤波电路的输出端与所述高频逆变电路的输入端连接，所述高频逆变电路的输出端与所述全波串联多倍压整流电路的输入端连接，所述全波串联多倍压整流电路的输出端为所述除尘电源的输出端，所述全波串联多倍压整流电路为如权利要求1-2中任意一项所述的全波串联多倍压整流电路。
4.如权利要求3所述的高压静电除尘电源，其特征在于：所述工频电源整流滤波电路的输入端接380V交流电，输出为500V的直流电压。
5.如权利要求3所述的高压静电除尘电源，其特征在于：所述高频逆变电路输出频率为20kHZ的PWM脉冲波。
6.一种除尘装置，其特征在于：包括除尘电源、除尘电场(1)和电晕线(2)，所述除尘电源为如权利要求3-5中任意一项所述的高压静电除尘电源，所述除尘电源的负极输出端与所述电晕线(2)连接，所述电晕线(2)位于所述除尘电场(1)内，所述除尘电场(1)接地。
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