CN114337316A - 一种自适应多相输出高压电源 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自适应多相输出高压电源。包括：整流滤波单元、逆变升压单元、多相补偿输出单元、自动控制单元。所述电源有多相高压输出，适用于阻容特性的负载。当多相负载支路的阻容特性随工况变化时，所述电源的内置传感器实时反馈负载的容抗响应和阻抗响应，自动控制单元对反馈信号和外部控制信号进行运算，并根据运算结果驱动逆变升压单元，最终控制多相输出的电压和频率，使多相负载支路工作在稳定状态。同时，所述电源能够提供电压、电流、温度的多种安全保护。
Description
技术领域
本发明涉及电源技术领域，属于一种特种电源装置。
技术背景
随着电力电子技术和计算机控制技术的发展，高压电源的种类也更加丰富，但是专门用于多支路阻容负载的特种电源较少。在实际应用中，当负载有多个阻容支路，并且其阻容特性随工况变化时，普通电源难以适应负载变化，主要表现为普通电源的控制水平低、动态响应差、故障率高。
发明内容
本发明提供一种自适应多相输出高压电源，包括：整流滤波单元、逆变升压单元、多相补偿输出单元、自动控制单元。所述电源有多相高压输出，适用于阻容特性的负载。当多相负载支路的阻容特性随工况变化时，所述电源的内置传感器实时反馈负载的容抗响应和阻抗响应，自动控制单元对反馈信号和外部控制信号进行运算，并根据运算结果驱动逆变升压单元，最终控制多相输出的电压和频率，使多相负载支路工作在稳定状态。同时，所述电源能够提供电压、电流、温度的多种安全保护。
附图说明
图1是自适应多相输出高压电源的典型应用示意图；
图2是自适应多相输出高压电源的内部结构示意图。
具体实施方式
参见图1，这是自适应多相输出高压电源的典型应用示意图。其中，自适应多相输出高压电源(11)表示本发明主体；在主体外围，AC表示输入电源，C1～R1串联后代表一条阻容负载支路，类似地，C2～R2和CX～RX代表其他阻容负载支路，外部的通信设备(12)，S1～S3 表示外部控制开关，RA表示外部电位器。外部通信设备(12)可以用通信接口控制电源，或者通过S1～S3和RA控制电源。图示的负载支路数量旨在表述本发明的应用结构，并非限定负载支路数量。
参见图2，这是自适应多相输出高压电源的内部结构示意图，主要包括：整流滤波单元、逆变升压单元、多相补偿输出单元、自动控制单元这几个部分，下文逐项说明。
参见图2，整流滤波单元包括：浪涌吸收电阻(RV)、整流桥(DM)、缓冲电阻(R)、继电器(RLY)、滤波电感(L1)、滤波电容(C3)。各元件按先后次序连接，输入电源(AC)被整流滤波单元约束为直流电源，并从滤波电容(C3)两极输出。
参见图2，逆变升压单元包括：IGBT逆变桥(Q1～Q4)、吸收模块(C4)、升压变压器(T1)、电流传感器(21)、温度传感器(22)、散热器。上述滤波电容(C3)连接到IGBT逆变桥(Q1～Q4)，吸收模块(C4)并联到IGBT逆变桥(Q1～Q4)上，IGBT逆变桥(Q1～Q4)驱动升压变压器(T1)初级。在IGBT逆变桥(Q1～Q4)和升压变压器(T1)初级之间连接电流传感器(21)，在固定IGBT逆变桥(Q1～Q4)的散热器上安装温度传感器(22)。图2示意的IGBT逆变桥(Q1～Q4) 等效于另一种方案：保留IGBT左半桥(Q1～Q2)，用双电容串联替换IGBT半桥(Q3～Q4)构成右半桥。
参见图2，多相补偿输出单元包括：补偿电感(L2)、高压电流传感器(23)。升压变压器 (T1)次级的一端连接到补偿电感(L2)，补偿电感(L2)分为多相输出(Vo1～VoX)，多相输出各相电流分别是Io1～IoX，高压电流传感器(23)检测高压相电流Io1～IoX的矢量总和；升压变压器(T1)次级的另一端连接多相输出公共端(Vc)。图示的输出相数旨在表述本发明的应用结构，并非限定输出相数。
参见图2，自动控制单元包括：检测部分(24)、控制部分(25)、驱动部分(26)、外部接口(27)。检测部分(24)连接上述滤波电容(C3)、电流传感器(21)、温度传感器(22)、高压电流传感器(23)；控制部分(25)以检测部分(24)的信号和外部接口(27)的信号为基础，经过计算机运算得到驱动信号；驱动部分(26)将驱动信号适配到继电器(RLY)和IGBT逆变桥(Q1～Q4)，最终控制多相输出的电压和频率，使多相负载支路工作在稳定状态；外部接口(27)包括：通信端子、控制端子、操作器，外部接口(27)是自适应多相输出高压电源的控制入口。同时，当检测部分(24)检出的电压、电流、温度超出安全阈值时，控制部分(25) 可以中断输出并触发保护。
本发明的整机封装结构因机型不同外观差异较大，实际产品采用分体结构或者一体结构，不同封装机型的电路原理与本发明的原理一致。
以上所述只是本发明全部实施例中的一个实施例，并非限定本发明的保护范围。基于本发明的实施例和本发明的核心创意，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，以及本领域普通技术人员对本发明做出的任何修改、替换、改进、增项等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种自适应多相输出高压电源，包括：整流滤波单元、逆变升压单元、多相补偿输出单元、自动控制单元，其特征是，所述电源有多相高压输出，适用于阻容特性的负载。
2.根据权利要求1所述的整流滤波单元，包括：浪涌吸收电阻、整流桥、缓冲电阻、继电器、滤波电感、滤波电容，其特征是，整流滤波单元所包括的元件按先后次序连接，输入电源被整流滤波单元约束为直流电源，并从滤波电容两极输出。
3.根据权利要求1所述的逆变升压单元，包括：IGBT逆变桥、吸收模块、升压变压器、电流传感器、温度传感器、散热器，其特征是，权利要求2所述的滤波电容连接到IGBT逆变桥，吸收模块并联到IGBT逆变桥上，IGBT逆变桥驱动升压变压器初级，在IGBT逆变桥和升压变压器初级之间连接电流传感器，在固定IGBT逆变桥的散热器上安装温度传感器。
4.根据权利要求1所述的多相补偿输出单元，包括：补偿电感、高压电流传感器，其特征是，权利要求3所述的升压变压器次级的一端连接到补偿电感，补偿电感分为多相高压输出，高压电流传感器检测高压相电流的矢量总和；权利要求3所述的升压变压器次级的另一端连接到多相输出公共端。
5.根据权利要求1所述的自动控制单元，包括：检测部分、控制部分、驱动部分、外部接口，其特征是，检测部分连接权利要求2所述的滤波电容、权利要求3所述的电流传感器、权利要求3所述的温度传感器、权利要求4所述的高压电流传感器；控制部分以检测部分的信号和外部接口的信号为基础，经过计算机运算得到驱动信号；驱动部分将驱动信号适配到权利要求2所述的继电器和权利要求3所述的IGBT逆变桥，最终控制多相输出的电压和频率，使多相负载支路工作在稳定状态；外部接口包括通信端子、控制端子、操作器，外部接口是自适应多相输出高压电源的控制入口。
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