CN201625584U - 一种电除尘用调幅高频高压电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种电除尘用调幅高频高压电源电路，它包括一三相可控硅工频整流电路、一滤波电路、一谐振逆变电路、一高频升压整流输出电路及一控制部分。该滤波电路连接三相可控硅工频整流电路。该谐振逆变电路连接滤波电路。该高频升压整流输出电路连接谐振逆变电路。该控制部分连接三相可控硅工频整流电路、谐振逆变电路和高频升压整流输出电路。

Description

一种电除尘用调幅高频高压电源电路

技术领域

本实用新型涉及一种电除尘用调幅高频高压电源电路。

背景技术

现有电除尘用调幅高频高压电源电路，请查阅图1，它包括一工频整流电路100’、一LC滤波电路200’、一谐振逆变电路300’、一高频升压整流输出电路400’及一控制电路500’。该整流桥电路100’连接三相电源，该LC滤波电路200’连接整流桥电路100’，三相380V交流经三相整流得到直流电压，经LC滤波输出530V平稳的直流母线电压，该电压取决于外部电源电压。该谐振逆变电路300’采用串联谐振拓补电路，即采用谐振电容Cs，谐振电感Ls及利用高频变压器漏感组成高频谐振式逆变电路，它能够应用在大功率逆变，能够减少开关损耗，能够降低开关模块的温升和电流电压应力。其中，只要L&C参数选择合适，配合合适的开关频率和控制模式，就能使开关模块工作在零电压开通和零电流关断模式，即软开关状态，能够大大降低开关损耗，能够有效减少进入高频变压器的高次谐波，能够减少变压器及硅堆的损耗。该高频升压整流输出电路400’，上述逆变波形经高频变压器升压，再经高频整流桥整流，在ESP负载上得到基本上纯直流电压波形。该控制电路500’包括一控制器510’及一触发电路520’。

当外部电压为380V时，得到直流电压为530V，但是如外部电压发生改变，其电压也会发生改变。而我国工厂电网电压波动较大，有时超出10％，因此它存在有如下不足：1、加在IGBT母线上的电压过高，易造成元件损坏，加大控制的难度；2、由于母线电压不可控，既高压变压器输入电压峰值不变，输出峰值也高，容易导致电场放电，特别当除尘器工况较差或击穿电压较低时，采用调频的方法是无法解决此问题的；3、频率过低易使IGBT过渡到硬开关状态，电流冲击较设计值增加50％，损耗加大，变压器偏离工作点，效率降低；4、充电电感L由于体积大，温升较高，通常采用充放电回路给电容充电和放电，而将电感省略，如电场闪络频繁，会造成电容过度充电而降低寿命或损坏，特别是用电解电容的情况。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电除尘用调幅高频高压电源电路，其克服了背景技术的电除尘用调幅高频高压电源电路所存在的元件易损坏、控制难度大的不足。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电除尘用调幅高频高压电源电路，它包括：

一三相可控硅工频整流电路；

一滤波电路，它连接三相可控硅工频整流电路；

一谐振逆变电路，它连接滤波电路；

一高频升压整流输出电路，它连接谐振逆变电路；及

一控制部分，它连接三相可控硅工频整流电路、谐振逆变电路和高频升压整流输出电路。

一较佳实施例中，该滤波电路和谐振逆变电路之间设置有二极管隔离桥电路。

一较佳实施例中，该二极管隔离桥电路和谐振逆变电路之间设置有储能电容。

一较佳实施例中，该控制部分，它包括：

一DSP控制器；

一连接控制器的IGBT触发电路，它连接谐振逆变电路；

一连接控制器的隔离桥堆，它连接二极管隔离桥电路；及

一连接控制器的SCR触发控制电路，它连接三相可控硅工频整流电路。

本技术方案与背景技术相比：由于整流部分采用三相可控硅调压技术，因此克服了背景技术所存在的不足，并具有如下优点：1、三相可控硅整流使得IGBT母线电压可以根据需要而自动调节，高频部分母线电压调节范围0-550V，实现软开关机，能够完全实现高频电源的调幅调压控制；2、大大改善了后级开关管的工作条件，使谐振频率及高频变压器工作点稳定，逆变电路始终工作于最佳工作点，从而大大提高了设备可靠性和产品适用范围；3、将主回路整流部分设计成三相SCR可控硅整流，通过DSP与二次电流、电压构成闭环控制。采用SCR触发控制电路，工作可靠，脉冲对称度高，温度稳定性好，功能齐全。采用锁相控制模拟-数字触发电路，开环、闭环两种控制方式，开环时可手动控制；火花自动跟踪控制，相序自适应功能(应用时，不用找相序及定相定同步)，上电封锁、软启动功能，具备过流过压保护功能和滤波电容缓充电特性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为背景技术中的电除尘用调幅高频高压电源电路的示意图。

图2为本实用新型的较佳实施例中电除尘用调幅高频高压电源电路的示意图。

具体实施方式

请参阅图2，一种电除尘用调幅高频高压电源电路，它包括一三相可控硅工频整流电路100、一滤波电路200、一谐振逆变电路300、一高频升压整流输出电路400、一二极管隔离桥电路500、一储能电容600及一控制部分700。

该控制部分700，它包括一DSP控制器710、一连接控制器的IGBT触发电路720、一连接控制器的隔离桥堆730及一连接控制器的SCR触发控制电路740，该IGBT触发电路720连接谐振逆变电路300，该隔离桥堆730连接二极管隔离桥电路500，该SCR触发控制电路740连接三相可控硅工频整流电路100。

该三相可控硅工频整流电路100，它连接三相电源，例如380V交流。该滤波电路200，它连接三相可控硅工频整流电路100。该二极管隔离桥电路500，它连接滤波电路200。该储能电容600，它连接二极管隔离桥电路500。该谐振逆变电路300，它连接储能电容600。该高频升压整流输出电路400，它连接谐振逆变电路300，连接电除尘的操作终端800。

该电源电路工作原理如下：

调幅与调频调压方式：高频高压电源电路电压调节由三相SCR可控硅移相调压和IGBT模块定脉宽变频调制(PFM，SCR触发控制电路)两部分组成，统一由DSP芯片(控制器)控制。DSP依据电场工况给定开关母线电压和开关模块工作频率，使设备始终处于最佳运行状态。通过外挂A/D转换器与DSP高速采样，采用纯软件方法检测火花。当电场出现火花时，迅速降低开关频率，之后迅速恢复，同时控制可控硅调压降低高频端母线电压，有利于电场恢复，降低开关模块的冲击幅度，火花封锁时间可以很短，之后根据需要确定母线电压。该火花处理模式充分利用了IGBT模块能快速关断，火花处理及时，同时由于有SCR母线电压调整，使IGBT模块能最快恢复而不至于连闪。电压电流应力也大大减小。此调压方式运用于工况条件恶劣，击穿电压低，闪络频繁，电流小冲击幅度大的场合(如烧结机头电除尘)，对于改善其收尘状况效果明显。该方法还避免了滤波电容在闪络状态下的过渡充放电现象，提高了电容使用寿命和可靠性。

该高频串联谐振主回路设计：谐振电容、谐振电感选型设计：由于ESP负载波动范围宽，电除尘高频电源串联谐振逆变电路，谐振频率的选择特别重要，而这又直接取决于谐振电容电感的设计选择。由于母线电压可调，可省略并联谐振电路。谐振电感采用双微晶E字形铁芯，外加气隙构成。该电感稳定，散热好，通过电流大。谐振电容选用专用电容，功率大，安装简便，发热小。

该IGBT触发设计：采用瑞士CONCEPT公司2SDXXX触发模块，该模块是专为3300V高压IGBT可靠工作和安全运行而设计的驱动模块。采用脉冲变压器隔离方式，能同时驱动两个IGBT模块，可提供±15V的驱动电压和±15A的峰值电流，具有准确可靠的驱动功能与灵活可调的过流保护功能，同时可对电源电压进行欠压检测，工作频率可达1MHZ，电气隔离可达到AC6000V。该触发模块的选用，大大简化了电路设计，并且提高了逆变电路的整体可靠性。

该高频高压整流变压器设计：采用对高频损耗小、高导磁的纳米超微晶圆形截面口字形磁芯，采取特殊的高压线包绕制工艺，这样既减小了漏感和分布电容，又极大地缩小了窗口尺寸，减小了铁芯损耗。采用不锈钢盖板，避免了高频涡流的产生。独到的高频线及其加工和自动绕制工艺，保证了产品的一致性。串联高频硅堆的设计，提高了其可靠性，自然通风散热设计等措施的实施，使变压器具有很高的效率，损耗小，发热小，可靠性高。

以上该，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。

Claims (4)

1.一种电除尘用调幅高频高压电源电路，其特征在于：它包括：

一三相可控硅工频整流电路；

一滤波电路，它连接三相可控硅工频整流电路；

一谐振逆变电路，它连接滤波电路；

一高频升压整流输出电路，它连接谐振逆变电路；及

一控制部分，它连接三相可控硅工频整流电路、谐振逆变电路和高频升压整流输出电路。

2.根据权利要求1所述的电除尘用调幅高频高压电源电路，其特征在于：该滤波电路和谐振逆变电路之间设置有二极管隔离桥电路。

3.根据权利要求2所述的电除尘用调幅高频高压电源电路，其特征在于：该二极管隔离桥电路和谐振逆变电路之间设置有储能电容。

4.根据权利要求2或3所述的电除尘用调幅高频高压电源电路，其特征在于：该控制部分，它包括：

一DSP控制器：

一连接控制器的IGBT触发电路，它连接谐振逆变电路；

一连接控制器的隔离桥堆，它连接二极管隔离桥电路；及

一连接控制器的SCR触发控制电路，它连接三相可控硅工频整流电路。

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