CN112117926A - 一种可调幅的高频高压静电电源 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可调幅的高频高压静电电源，其包括全控整流电路DB1、滤波母线电容C1、第一电子开关全桥电路、第二电子开关全桥电路、第一串联谐振逆变电路和第二串联谐振逆变电路和高压硅堆整流电路，其将调压与高频电源技术相结合，直接从母线电压入手，通过调节母线电压降低输出的峰值电压电流。本发明通过调幅技术与高频电源技术相结合，解决高频电源在特殊工况的应用问题，可以扩宽高频电源的应用场景，大幅提升高频电源的可靠性和适应能力。
Description
技术领域
本发明属于电源技术领域，具体涉及一种可调幅的高频高压静电电源，其适用于宽带电压幅度的静电除尘器的高频高压静电除尘电源。
背景技术
传统的高频高压静电电源因采用高频的脉冲输出，高频高压静电电源具有输出波形稳定，平均电压高，体积小重量轻等优点；但是在实际应用时，工况比较复杂，电场有较大变化时，会频繁产生火花放电。进一步地，由于传统的高频高压静电电源采用的是高频串联谐振逆变电路，发生火花放电时会直接影响谐振，通常会使电源开关器件工作在硬开关状态，非常危险；传统高频高压静电电源在应对这种工况时，只能通过调频来调压解决这个问题。但是由于调频调节的只是逆变器的频率，母线电压值并不会改变，实际变压器输出峰值电压电流不变，调节的仅仅只是平均电压，对放电情况并不会有很大改善，为了适应频繁放电的恶劣工况，只能一味的降低设备的运行频率。通常频率降得很低时，经常会导致电源工作在低频状态，脱离了电源设计的工作点，进而降低了电源的效率以及降低了注入负载的功率，降低了实际的除尘效率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种可调幅的高频高压静电电源，其将调压与高频电源技术相结合，解决高频电源在特殊工况的应用问题，可以扩宽高频电源的应用场景，大幅提升高频电源的可靠性和适应能力。
依据本发明的技术方案，提供一种可调幅的高频高压静电电源，其包括全控整流电路DB1、滤波母线电容C1、第一电子开关全桥电路、第二电子开关全桥电路、第一串联谐振逆变电路和第二串联谐振逆变电路和高压硅堆整流电路，其将调压与高频电源技术相结合，直接从母线电压入手，通过调节母线电压降低输出的峰值电压电流。
其中全控整流电路DB1用于将交流电整流得到幅值可调的直流；滤波母线电容C1用于将全控整流电路DB1输出的直流电平滑处理，得到平滑的母线电压。第一电子开关全桥电路用于将母线电容C1的直流电进行逆变，得到脉动的直流电；第二电子开关全桥电路用于将母线电容C1的直流电进行逆变，得到与第一电子开关全桥电路相位相差180°的脉动的直流电；第一串联谐振逆变电路用于与第一电子开关全桥电路相结合产生谐振，得到宽度一定的脉冲电压；第二串联谐振逆变电路用于与第二电子开关全桥电路相结合产生谐振，得到与第一串联谐振逆变电路相位相差180°的脉冲电压；高压硅堆整流电路用于将变压器输出的高压交流电整流成高压直流电，供负载使用。
其中，第一电子开关全桥电路由IGBTA、IGBTa、IGBTB、IGBTb构成，IGBTA的发射极与IGBTa的集电极相串联得到全桥电路的左臂，IGBTB的发射极与IGBTb的集电极相串联得到全桥电路的右臂，串联的左臂右臂再并联得到第一电子开关全桥电路。
第二电子开关全桥电路由IGBTC、IGBTc、IGBTD、IGBTd构成，IGBTC的发射极与IGBTc的集电极相串联得到全桥电路的左臂，IGBTD的发射极与IGBTd的集电极相串联得到全桥电路的右臂，串联的左臂右臂再并联得到第二电子开关全桥电路。
第一串联谐振逆变电路由C2、L1、T1上端原边绕组相构成，C2、L1与T1上端原边绕组依次串联形成第一串联谐振逆变电路；第二串联谐振逆变电路由C3、L2、T1下端原边绕组相构成，C3、L2、T1下端原边绕组依次串联形成第二串联谐振逆变电路。
高压硅堆整流电路由DB2、DB3构成，DB2的输入端与T1上端副边绕组相并联，DB3的输入端与T1下端副边绕组相并联，DB2、DB3的输出端相互并联形成高压硅堆整流电路。
相比较现有技术，本发明采用6个晶闸管构成全控整流电路，整流输出的幅值可调，经过滤波母线电容滤波后，接全桥IGBT与电容电感构成串联谐振逆变电路，同样的全桥串联谐振逆变电路两组并联，协同工作，提高逆变器输出电流的脉冲频率，就得到了可调幅的高频高压电源。
进一步地，本发明可调幅的高频高压静电电源，通过使用可控硅全控整流电路，调节母线电压的方式，有效的降低了除尘电源输出电压电流的峰值，降低了放电的可能性，大大提升了高频电源应对复杂工况的适应性。
本发明的全控整流电路，拓展拓宽高频电源的应用场景，大幅提升高频电源的可靠性和适应能力。
附图说明
图1为依据本发明的可调幅的高频高压静电电源电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施范例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
为了解决现有高频高压静电电源存在的问题，以及结合实际的生产需要，本发明将调压与高频电源技术相结合，直接从母线电压入手，通过调节母线电压降低输出的峰值电压电流，本发明不仅仅明显改善高频高压静电电源的放电情况，同时也使高频高压静电电源保证工作在设计的工作点，还使高频高压静电电源工作在最佳工作状态的同时适应各种工况需要。解决了高频电源在特殊工况的应用问题，扩宽了高频电源的应用场景，大幅提升了高频电源的可靠性和适应能力。
如图1所示的可调幅的高频高压静电电源，其包括全控整流电路DB1、滤波母线电容C1、第一电子开关全桥电路、第二电子开关全桥电路、第一串联谐振逆变电路和第二串联谐振逆变电路、高压硅堆整流电路，其将调压与高频电源技术相结合，直接从母线电压入手，通过调节母线电压降低输出的峰值电压电流。
其中全控整流电路DB1用于将交流电整流得到幅值可调的直流；滤波母线电容C1用于将全控整流电路DB1输出的直流电平滑处理，得到平滑的母线电压；第一电子开关全桥电路用于将母线电容C1的直流电进行逆变，得到脉动的直流电；第二电子开关全桥电路用于将母线电容C1的直流电进行逆变，得到与第一电子开关全桥电路相位相差180°的脉动的直流电；第一串联谐振逆变电路用于与第一电子开关全桥电路相结合产生谐振，得到宽度一定的脉冲电压；第二串联谐振逆变电路用于与第二电子开关全桥电路相结合产生谐振，得到与第一串联谐振逆变电路相位相差180°的脉冲电压；高压硅堆整流电路用于将变压器输出的高压交流电整流成高压直流电，供负载使用。
其中，第一电子开关全桥电路由IGBTA、IGBTa、IGBTB、IGBTb构成，IGBTA的发射极与IGBTa的集电极相串联得到全桥电路的左臂，IGBTB的发射极与IGBTb的集电极相串联得到全桥电路的右臂，串联的左臂右臂再并联得到第一电子开关全桥电路。
第二电子开关全桥电路由IGBTC、IGBTc、IGBTD、IGBTd构成，IGBTC的发射极与IGBTc的集电极相串联得到全桥电路的左臂，IGBTD的发射极与IGBTd的集电极相串联得到全桥电路的右臂，串联的左臂右臂再并联得到第二电子开关全桥电路。
第一串联谐振逆变电路由C2、L1、T1上端原边绕组相构成，C2、L1与T1上端原边绕组依次串联形成第一串联谐振逆变电路；第二串联谐振逆变电路由C3、L2、T1下端原边绕组相构成，C3、L2、T1下端原边绕组依次串联形成第二串联谐振逆变电路。
高压硅堆整流电路由DB2、DB3构成，DB2的输入端与T1上端副边绕组相并联，DB3的输入端与T1下端副边绕组相并联，DB2、DB3的输出端相互并联形成高压硅堆整流电路。
进一步地，全控整流电路DB1一侧连接电网输入端，输出幅值可调的直流电压，经滤波母线电容C1滤波后形成平滑的母线电压为后级逆变器提供可靠的能量。IGBTA、IGBTa、IGBTB、IGBTb构成的第一电子开关全桥电路，共集电极端连接滤波母线电容的正极，共发射极端连接滤波母线电容负极，交流输出端与串联的C2、L1、T1上端原边绕组并联，同样的IGBTC、IGBTc、IGBTD、IGBTd构成的第二电子开关全桥电路，共集电极端连接滤波母线电容的正极，共发射极端连接滤波母线电容负极，交流输出端与串联的C3、L2、T1下端原边绕组并联，T1的上端副边绕组与DB2整流桥输入端并联，T1的下端副边绕组与DB3整流桥输入端并联，DB2、DB3整流桥输出端并联后作为电源的输出。
由此，本发明的一种可调幅的高频高压静电电源，实现了幅值和频率可调，可以应对特殊工况，适应性很强。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种可调幅的高频高压静电电源，其特征在于：其包括全控整流电路DB1、滤波母线电容C1、第一电子开关全桥电路、第二电子开关全桥电路、第一串联谐振逆变电路和第二串联谐振逆变电路和高压硅堆整流电路，其将调压与高频电源技术相结合，直接从母线电压入手，通过调节母线电压降低输出的峰值电压电流。
2.根据权利要求1所述一种可调幅的高频高压静电电源，其特征在于：全控整流电路DB1用于将交流电整流得到幅值可调的直流；滤波母线电容C1用于将全控整流电路DB1输出的直流电平滑处理，得到平滑的母线电压。
3.根据权利要求1所述一种可调幅的高频高压静电电源，其特征在于：第一电子开关全桥电路用于将母线电容C1的直流电进行逆变，得到脉动的直流电；第二电子开关全桥电路用于将母线电容C1的直流电进行逆变，得到与第一电子开关全桥电路相位相差180°的脉动的直流电。
4.根据权利要求1所述一种可调幅的高频高压静电电源，其特征在于：第一串联谐振逆变电路用于与第一电子开关全桥电路相结合产生谐振，得到宽度一定的脉冲电压；第二串联谐振逆变电路用于与第二电子开关全桥电路相结合产生谐振，得到与第一串联谐振逆变电路相位相差180°的脉冲电压。
5.根据权利要求1所述一种可调幅的高频高压静电电源，其特征在于：高压硅堆整流电路用于将变压器输出的高压交流电整流成高压直流电，供负载使用。
6.根据权利要求3所述一种可调幅的高频高压静电电源，其特征在于：第一电子开关全桥电路由IGBTA、IGBTa、IGBTB、IGBTb构成，IGBTA的发射极与IGBTa的集电极相串联得到全桥电路的左臂，IGBTB的发射极与IGBTb的集电极相串联得到全桥电路的右臂，串联的左臂右臂再并联得到第一电子开关全桥电路。
7.根据权利要求3所述一种可调幅的高频高压静电电源，其特征在于：第二电子开关全桥电路由IGBTC、IGBTc、IGBTD、IGBTd构成，IGBTC的发射极与IGBTc的集电极相串联得到全桥电路的左臂，IGBTD的发射极与IGBTd的集电极相串联得到全桥电路的右臂，串联的左臂右臂再并联得到第二电子开关全桥电路。
8.根据权利要求4所述一种可调幅的高频高压静电电源，其特征在于：第一串联谐振逆变电路由C2、L1、T1上端原边绕组相构成，C2、L1与T1上端原边绕组依次串联形成第一串联谐振逆变电路。
9.根据权利要求4所述一种可调幅的高频高压静电电源，其特征在于：第二串联谐振逆变电路由C3、L2、T1下端原边绕组相构成，C3、L2、T1下端原边绕组依次串联形成第二串联谐振逆变电路。
10.根据权利要求5所述一种可调幅的高频高压静电电源，其特征在于：高压硅堆整流电路由DB2、DB3构成，DB2的输入端与T1上端副边绕组相并联，DB3的输入端与T1下端副边绕组相并联，DB2、DB3的输出端相互并联形成高压硅堆整流电路。
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