CN202818149U

CN202818149U - 一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源

Info

Publication number: CN202818149U
Application number: CN 201120533227
Authority: CN
Inventors: 蒋文波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2021-12-07

Abstract

本实用新型一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源，包括高频开关电源部分、桥式整流部分、逆变部分、控制部分。380V三相交流电进入高频开关电源部分，经低压桥式整流产生对中心正反的两路脉动直流电，经逆变可控硅产生低频的正负双脉冲电压，满足电镀等频率1-1000赫兹调制。本实用新型主要应用于电镀、电解、氧化、电化学等的脉宽调制电源，主要体现在双脉冲电流功率上的突破，从现有的几百安，可以达到几万安，成本低，使普通电镀电解也可以实现功能性应用。

Description

一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源

技术领域

本实用新型涉及一种电镀电源电路，特别涉及一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源。

背景技术

现有技术的双脉冲电源其低压逆变部分主要采用IGBT，属进口元件，硅片国内尚无生产，且存在价格高、电流小的缺陷，高压小电流应用还可以，大电流时成本高昂，多只并联时电流不均匀，而如果采用场效应管，则电流太小，多只并联时如500A时就会出故障，且现有技术尚无大功率元件，而如果采用门极关断可控硅，会导致驱动困难，已属于淘汰元件，没有低压元件，耗能较高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源，以弥补现有技术的不足。

本实用新型一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源包括高频开关电源部分、桥式整流部分、逆变部分、控制部分，其中，高频开关电源部分由电源开关、三相桥式整流电路、滤波电路、高频载波调制逆变电路、高频变压器等组成，380v三相交流电从电源开关进入三相桥式整流电路，经过滤波电路的电感滤波和电容滤波后变成560v平稳的直流电，经高频调制逆变后送入高频变压器。

本实用新型一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源，所述桥式整流部分包括低压桥式整流电路，所述高频变压器的辅变连接低压桥式整流电路。

本实用新型一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源，所述逆变部分包括续流电阻、逆变可控硅，采用两套逆变可控硅交替导通，换向采用前级死区时间关断，同步触发。

本实用新型一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源，所述控制部分由供电变压器、外部控制单元、主线路板、电源驱动板、逆变控制板、取样分流器组成，所述供电变压器产生24v四路相互隔离的交流电，经电源驱动板、逆变控制板，驱动两个IGBT和逆变可控硅，所述主线路板采用集成功放比例放大电路，所述集成功放比例放大电路通过双极性运算放大器集成电路、四运放集成电路控制电源开关，通过电压调节芯片产生脉冲信号，经分配后驱动电源驱动板和逆变控制板。

本实用新型一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源，所述双极性运算放大器集成电路采用op07芯片，所述四运放集成电路采用LM324系列器件，所述电压调节芯片采用 Sg3525芯片。

本实用新型主要应用于电镀、电解、电化学等的脉宽调制电源，主要体现在双脉冲电流功率上的突破，从现有的几百安，可以达到几万安，而成本会降低5-6倍，使普通电镀电解也可以实现功能性应用。

附图说明

图1为一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源的电路示意图；

图2为一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源的控制部分电路示意图；

图3为一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源的触发波形示意图；

图4为一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源的原理方框图。

其中：1、电源开关；2、三相桥式整流电路；3、滤波电路；4、高频载波调制逆变电路；5、高频变压器；6、低压桥式整流电路；7、续流电阻；8、逆变可控硅；9、取样分流器；10、供电变压器；11、外部控制单元；12、主线路板；13、电源驱动板；14、逆变控制板；15-21、波形；15、IGBT脉冲串G3；16、IGBT脉冲串G4；17、次级触发可控硅脉冲G1；18、次级触发可控硅脉冲G2；19、输出电压波形；20、输出电流波形；21、关断死区。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明和阐述：

本实用新型一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源包括高频开关电源部分、桥式整流部分、逆变部分、控制部分，其中，高频开关电源部分由电源开关1、三相桥式整流电路2、滤波电路3、高频载波调制逆变电路4、高频变压器5等组成。380v三相交流电从电源开关1进入三相桥式整流电路2，经过滤波电路3的电感滤波和电容滤波后变成560v平稳的直流电，电感、电容与RCD吸收过滤逆变产生的尖峰电压，抑制对电网的干扰，提高功率因数，高频载波调制逆变4的两个IGBT斩波逆变后送入高频变压器5变压，IGBT门极G3、G4触发IGBT脉冲串G3、IGBT脉冲串G4，如波形15、波形16，为对称180度和隔直电容使高频变压器5不会产生直流成分饱和，同时高频变压器5两端采用阻容吸收防止产生振荡，560v直流电经高频调制逆变后送入高频变压器5。

本实用新型一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源，其中，所述桥式整流部分包括低压桥式整流电路6，所述高频变压器5的辅变连接低压桥式整流电路6，所述低压桥式整流电路6因频率较高采用快恢复二极管，续流电阻7为快恢复二极管提供空载时导通电流。

本实用新型一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源，其中，所述逆变部分包括续流电阻7、逆变可控硅8，采用两套逆变可控硅8交替导通，换向采用前级死区时间关断，同步触发，如波形21，由于导通时的电流是高频脉动的，特别是转换到一只逆变可控硅8全导通时，逆变可控硅8容易关断，所以要采用同步触发高速光耦，经高速光耦隔离放大后，高速同步脉冲触发，同时导通时测量C1于E1、C2于E2的压降，判断两套逆变可控硅8同时导通短路，当压降超过3v时关断主电路。

本实用新型一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源，其中，所述控制部分由供电变压器10、外部控制单元11、主线路板12、电源驱动板13、逆变控制板14、取样分流器9组成。

所述供电变压器10产生24v四路相互隔离的交流电，经电源驱动板13、逆变控制板14，驱动两个IGBT和逆变可控硅8，所以绝缘要达到3000v以上，并且要绕一层屏蔽。

所述外部控制单元11的黄灯亮时为过热保护，绿灯为电源指示，绿灯闪时为故障保护，电压电流调节电位器可以转换稳压稳流操作，比例调节可以调节正反脉冲比例。

所述主线路板采用集成功放比例放大电路，所述集成功放比例放大电路通过双极性运算放大器集成电路、四运放集成电路控制电源开关，通过电压调节芯片产生脉冲信号，经分配后驱动电源驱动板和逆变控制板。

所述双极性运算放大器集成电路采用op07芯片，所述四运放集成电路采用LM324系列器件，所述电压调节芯片采用Sg3525芯片。

所述电源驱动板13的作用：主线路板12来的脉冲信号经光耦隔离后，由供电变压器供给电源，采用厚膜集成电路驱动IGBT，驱动触发IGBT脉冲串G3、IGBT脉冲串G4，如波形15、波形16。

所述逆变控制板14的作用：主线路板12来的脉冲信号经光耦隔离后，由供电变压器供给的电源，经三极管放大驱动逆变可控硅8，次级触发可控硅脉冲G1、次级触发可控硅脉冲G2，如波形17、波形18，波形19为输出电压波形。

波形20为输出电流波形，因频率较高，经电解液的电容效应，实际的电流波形为正反脉动的连续低频正反脉冲。

作为上述技术方案的进一步改进，所述高频开关电源部分，不经过逆变可控硅8逆变，可以输出可调制低频的单脉冲电压。

作为上述技术方案的进一步改进，所述逆变部分在正负电源产生一路电压时可以采用桥式对角四只逆变可控硅8交错导通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述控制部分也可采用单片机产生多种脉冲来控制电源。

Claims

1.一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源，包括高频开关电源部分、桥式整流部分、逆变部分、控制部分，其特征在于：所述高频开关电源部分由电源开关(1)、三相桥式整流电路(2)、滤波电路(3)、高频载波调制逆变电路(4)、高频变压器(5)组成，380v三相交流电从电源开关(1)进入三相桥式整流电路(2)，经过滤波电路(3)的电感滤波和电容滤波后变成560v平稳的直流电，经高频调制逆变后送入高频变压器(5)，所述桥式整流部分包括低压桥式整流电路(6)，所述高频变压器(5)的辅变连接低压桥式整流电路(6)，所述逆变部分包括续流电阻(7)、逆变可控硅(8)，所述逆变部分采用两套逆变可控硅(8)交替导通，换向采用前级死区时间关断，同步触发，所述控制部分由供电变压器(10)、外部控制单元(11)、主线路板(12)、电源驱动板(13)、逆变控制板(14)、取样分流器(9)组成，所述供电变压器(10)产生24v四路相互隔离的交流电，经电源驱动板(13)、逆变控制板(14)，驱动两个IGBT和逆变可控硅(8)，所述主线路板(12)采用集成功放比例放大电路，所述集成功放比例放大电路通过双极性运算放大器集成电路、四运放集成电路控制电源开关(1)，通过电压调节芯片产生脉冲信号，经分配后驱动电源驱动板(13)和逆变控制板(14)。

2.根据权利要求1所述的一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源，所述双极性运算放大器集成电路采用op07芯片，所述四运放集成电路采用LM324系列器件，所述电压调节芯片采用Sg3525芯片。

3.根据权利要求1所述的一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源，所述逆变部分在正负电源产生一路电压时可以采用桥式对角四只逆变可控硅(8)交错导通。

4.根据权利要求1所述的一种高频开关电源调制的可控硅换向双脉冲电源，所述控制部分也可采用单片机产生多种脉冲调制电源。