CN202197217U - 一种氢氟酸电解用开关电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电力电子行业中特种气体电解高频开关电源领域，特别涉及到一种多模块并联输出的低压大电流开关电源，内部为多个具有相同功能的功率模块并联输出，每个模块主电路拓扑采用FB-ZVS-PWM移相全桥软开关DC/DC变换器，以IGBT作为主功率器件，采用PWM控制方式实现对IGBT的通断控制。该实用新型高频电解电源具有效率高、可靠性好等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电解电源装置，属于氢氟酸电解电源领域。
背景技术
氢氟酸电解电源为低压大电流供电装置，一般为晶闸管整流装置。晶闸管整流方式的电解电源为工频相控方式，存在效率低、功率因数低、输出电压纹波大、稳定性较差等不足。
发明内容
本实用新型为了克服晶闸管电解电源的不足，将FB-ZVS-PWM移相全桥高频软开关DC/DC变换器引入电源主电路拓扑结构中，采用IGBT作为主功率器件，用PWM控制方式实现对IGBT的通断控制，从而提供一种输出15V/10000A的高频氢氟酸电解电源装置。
本实用新型为解决其技术问题所采取的技术方案是：一种高频软开关大功率电源，其主要特征包括：三相不控整流及滤波电路、高频逆变电路、超微晶高频变压器、次级全波整流电路。为实现大电流输出并克服单个变压器功率受限的问题，本实用新型采用四个功率单元并联，每个功率单元采用两个变压器原边串联副边并联的形式进行功率输出。多单元工作方式可以保证即使在某一个功率单元发生故障时，剩余的三个功率单元仍能保持正常运行，有效地提高系统的冗余度，提高系统运行的可靠性。
本实用新型技术与现有技术相比的其有益效果表现如下：
本实用新型高频软开关电解电源可以很好的克服晶闸管整流效率低、输出电压文波大的缺点。系统采用多功率单元并联输出结构，即为模块化的N+1并联冗余结构设计，有效地提高电源整机的输出能力，提高电源功率密度，降低电源成本，提高了系统运行的可靠性。
附图说明
图 1 为本实用新型主电路结构方案
图 2 所示为FB-ZVS-PWM移相全桥软开关变换器的主电路结构。
具体实施方式
为了充分理解本实用新型的内容，下面结合具体实施实例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
图1 所示为本实用新型主电路原理图：
三相380V进电经三相滤波器（1）和三相接触器（2）后，分别引入四个具有相同内部结构和功能的功率单元中，每个功率单元有单独的空气开关进行主电分合闸控制，并可以实现独立的功率输出。以功率单元1为例，其内部为全桥结构的高频软开关电源（4）输出脉动的直流电。本实用新型采用四个功率模块并联的方式，使每个功率单元承担的容量降低，所有的功率单元共用一套控制系统，实现最终的低压大电流输出。
在图 2 所示的移相全桥软开关电路原理图中， Q1～Q4为主开关管，D1～D4为其内部反并的二极管，C1～C4为主开关管的输出等效电容；Q1、D1、C1并联；Q3、D3、C3并联；Q2、D2、C2并联； Q4、D4、C4并联；变压器原边串联谐振电感Lr和隔直电容Cb，变压器副边分别接整流二极管DRl和DR2；滤波电感Lof与整流二极管阴极串联，变压器中间引出端与滤波电容Cof负载RL连接；滤波电容Cof和负载载RL并联。
变换器采用移相控制方式，每个桥臂的两个开关管180o互补导通，Q1和Q3管的驱动脉冲信号分别超前Q4和Q2一个相位，因此将Q1和Q3作为超前桥臂，Q2和Q4为滞后桥臂。同时为了防止同一桥臂的贯穿导通，设有死区时间；变换器的两个桥臂驱动脉冲相差一个相位、即移相角，通过对功率器件的参数计算和调节该移相角的大小即可实现对输出电压的调节。
图 2 所示为FB-ZVS-PWM移相全桥软开关变换器的主电路结构，利用IGBT的节电容和输出变压器的漏电感作为谐振元件，使FB-ZVS-PWM变换器四个开关管依次在零电压下导通；主电路中变压器的原边串联一个隔直电容C b ，其作用是当Q1关断、D3导通时，变压器原边漏感上的电流通过D3、Q4流通，隔直电容C b 上的电压迫使变压器原边电流下降到零，实现了滞后桥臂开关管的零电流关断。
[0013] 以上所述仅以实施实例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或者再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (3)
1.一种氢氟酸电解电源，其特征在于电源采用N+1冗余结构的多个开关电源功率模块并联形式，每个功率模块有相同的内部结构，功率模块内部采用IGBT作为主功率器件，通过数字方式产生的PWM驱动脉冲 实现对开关器件的通断控制，实现了低压大电流的工作输出。
2.根据权利要求1所述的一种特种气体电解电源，其特征是Q1～Q4为主开关管，D1～D4为其内部反并的二极管，C1～C4为主开关管的输出等效电容；Q1、D1、C1并联；Q3、D3、C3并联；Q2、D2、C2并联； Q4、D4、C4并联；变压器原边串联谐振电感Lr和隔直电容Cb，变压器副边分别接整流二极管DRl和DR2；滤波电感Lof与整流二极管阴极串联，变压器中间引出端与滤波电容Cof负载RL连接；滤波电容Cof和负载载RL并联。
3.根据权利要求1所述的一种特种气体电解电源，其特征在于每个功率模块的高频变压器单独进行功率输出或采用串并联的形式进行功率输出。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN105006970A (zh) * | 2014-08-25 | 2015-10-28 | 深圳市均益安联光伏系统工程有限责任公司 | 一种pv-led系统的拓扑电路 |
| CN106100299A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-11-09 | 广东双核电气有限公司 | 一种电流型整流控制n+1备份高频开关电源 |
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