CN202931198U - 用于电镀的高频逆变开关直流电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及应用闸流管或晶闸管型器件的交流和直流变换设备领域，具体为一种用于电镀的高频逆变开关直流电源。一种用于电镀的高频逆变开关直流电源，包括开关(1)和三相桥式整流器(2)，其特征是：还包括电容(3)、绝缘栅双极型功率管(4)、高频变压器(5)、单相桥式整流器(6)、分流器(7)、控制面板(8)、输入设备(91)和输出设备(92)，三相桥式整流器(2)依次连接绝缘栅双极型功率管(4)、高频变压器(5)、单相桥式整流器(6)和分流器(7)。本实用新型结构简单，体积小，制造方便，成本低廉，电能转换效率高，电源输出功率大，工作效率高，直流输出范围宽。

Description

用于电镀的高频逆变开关直流电源

技术领域

本实用新型涉及应用闸流管或晶闸管型器件的交流和直流变换设备领域，具体为一种用于电镀的高频逆变开关直流电源。

背景技术

随着节能减排、循环经济等环保要求的日益提高，对于耗能较高的电镀行业也面临着提高能源利用率的要求。电镀工艺所使用的直流电，一般多为从电网输入交流电后经整流而得，目前多采用可控硅整流并结合五心柱铁芯变压器、高压大功率晶闸管等新技术，具有恒压、恒流和恒电流密度等特性。但是，由于仍需使用工作在低频段的工频变压器，所以整流器体积大、质量大、电能损耗大、制造成本高、工作效率低，而且受电源体积的限制难以进一步提升性能。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、制造方便、成本低廉、电能转换效率高的直流电源，本实用新型公开了一种用于电镀的高频逆变开关直流电源。

本实用新型通过如下技术方案达到发明目的：

一种用于电镀的高频逆变开关直流电源，包括开关和三相桥式整流器，开关串联在三相桥式整流器的三相交流电输入端前，其特征是：还包括电容、绝缘栅双极型功率管、高频变压器、单相桥式整流器、分流器、控制面板、输入设备和输出设备，三相桥式整流器直流电输出端的两端并联一个电容，三相桥式整流器的直流电输出端连接绝缘栅双极型功率管的直流电输入端，绝缘栅双极型功率管的高频交流电输出端连接高频变压器的初级线圈，高频变压器的次级线圈连接单相桥式整流器的单相交流电输入端，单相桥式整流器直流电输出端的两端也并联一个电容，单相桥式整流器的直流电输出端连接分流器的输入端，分流器有控制端和负载端两个输出端，控制面板通过信号线分别连接绝缘栅双极型功率管、分流器的控制端、输入设备和输出设备。

所述的用于电镀的高频逆变开关直流电源，其特征是：绝缘栅双极型功率管输出的高频交流电频率在40kHz～100kHz；高频变压器的初级线圈和次级线圈都绕在磁芯上，所述磁芯选用软磁体磁环；单相桥式整流器中的二极管选用金属-半导体表面势垒二极管；输入设备选用按钮或键盘，输出设备选用显示器。

本实用新型使用时，三相交流电经三相桥式整流器整流成脉动直流电，再经电容滤波后输入绝缘栅双极型功率管，经绝缘栅双极型功率管逆变成单相高频交流电后输入高频变压器降压，降压后的单相高频交流电再经单相桥式整流器整流及电容滤波后输入分流器分流，从分流器的负载端输出的直流电供接负载使用，从分流器控制端输出的直流电作为控制面板的控制依据。控制面板内设有单片机、温度传感器、电流传感器和相位传感器，控制面板实时采集电路的运行信息，根据从输入设备输入的指令对电路做出调控，并将相关信息通过输出设备输出以实现人机对话。

本实用新型在保留了恒压、恒流和恒电流密度等特性的基础上，改变了电源的结构，采用了和可控硅电镀电源直接在输入端调压所不同的技术特点(可控硅整流的原理是：交流输入→变压→整流→直流输出)，采用高频逆变开关电源，工作原理是：交流输入→整流→高频逆变→变压→整流→直流输出，和可控硅电镀电源相比，本实用新型可减少制造时间50％，降低成本30％，节电15％，直流输出的范围更大，直流输出端输出电流范围可达0～12,000A，输出电压范围可达0～36V，并能有效减少体积和重量，降低运输成本和安装空间。

本实用新型的有益效果是：结构简单，体积小，制造方便，成本低廉，电能转换效率高，电源输出功率大，工作效率高，直流输出范围宽。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本实用新型。

实施例1

一种用于电镀的高频逆变开关直流电源，包括开关1、三相桥式整流器2、电容3、绝缘栅双极型功率管4、高频变压器5、单相桥式整流器6、分流器7、控制面板8、输入设备91和输出设备92，如图1所示，具体结构是：开关1串联在三相桥式整流器2的三相交流电输入端前，三相桥式整流器2直流电输出端的两端并联一个电容3，三相桥式整流器2的直流电输出端连接绝缘栅双极型功率管4的直流电输入端，绝缘栅双极型功率管4的高频交流电输出端连接高频变压器5的初级线圈，高频变压器5的次级线圈连接单相桥式整流器6的单相交流电输入端，单相桥式整流器6直流电输出端的两端也并联一个电容3，单相桥式整流器6的直流电输出端连接分流器7的输入端，分流器7有控制端和负载端两个输出端，控制面板8通过信号线分别连接绝缘栅双极型功率管4、分流器7的控制端、输入设备91和输出设备92。

本实施例中，绝缘栅双极型功率管4输出的高频交流电频率在40kHz～100kHz；高频变压器5的初级线圈和次级线圈都绕在磁芯上，所述磁芯选用软磁体磁环；单相桥式整流器6中的二极管选用金属-半导体表面势垒二极管；输入设备81选用按钮或键盘，输出设备82选用显示器。

绝缘栅双极型功率管，即Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT，是由双极型三极管(即BJT)和绝缘栅型场效应管(即MOS)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件，兼有金属-氧化层-半导体-场效晶体管(简称金氧半场效晶体管，即Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，缩写为MOSFET)高输入阻抗和电力晶体管(即Giant Transistor，简称GTR)的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种元件的优点，驱动功率小而饱和压降低，适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

金属-半导体表面势垒二极管，也叫肖特基势垒二极管(即Schottky BarrierDiode，简称SBD)，是利用金属和半导体接触形成的金属-半导体结原理制作的，是低功耗、大电流、超高速半导体器件。SBD反向恢复时间极短，可以小到几纳秒，正向导通压降仅0.4V左右，而整流电流可达到几千毫安。

本实施例使用时，三相交流电经三相桥式整流器2整流成脉动直流电，再经电容3滤波后输入绝缘栅双极型功率管4，经绝缘栅双极型功率管4逆变成单相高频交流电后输入高频变压器5降压，降压后的单相高频交流电再经单相桥式整流器6整流及电容3滤波后输入分流器7分流，从分流器7的负载端输出的直流电供接负载使用，从分流器7控制端输出的直流电作为控制面板8的控制依据。控制面板8内设有单片机、温度传感器、电流传感器和相位传感器，控制面板8实时采集电路的运行信息，根据从输入设备81输入的指令对电路做出调控，并将相关信息通过输出设备82输出以实现人机对话。

Claims (2)

1.一种用于电镀的高频逆变开关直流电源，包括开关(1)和三相桥式整流器(2)，开关(1)串联在三相桥式整流器(2)的三相交流电输入端前，其特征是：还包括电容(3)、绝缘栅双极型功率管(4)、高频变压器(5)、单相桥式整流器(6)、分流器(7)、控制面板(8)、输入设备(91)和输出设备(92)，

三相桥式整流器(2)直流电输出端的两端并联一个电容(3)，三相桥式整流器(2)的直流电输出端连接绝缘栅双极型功率管(4)的直流电输入端，绝缘栅双极型功率管(4)的高频交流电输出端连接高频变压器(5)的初级线圈，高频变压器(5)的次级线圈连接单相桥式整流器(6)的单相交流电输入端，单相桥式整流器(6)直流电输出端的两端也并联一个电容(3)，单相桥式整流器(6)的直流电输出端连接分流器(7)的输入端，分流器(7)有控制端和负载端两个输出端，控制面板(8)通过信号线分别连接绝缘栅双极型功率管(4)、分流器(7)的控制端、输入设备(91)和输出设备(92)。

2.如权利要求1所述的用于电镀的高频逆变开关直流电源，其特征是：

绝缘栅双极型功率管(4)输出的高频交流电频率在40kHz～100kHz；

高频变压器(5)的初级线圈和次级线圈都绕在磁芯上，所述磁芯选用软磁体磁环；

单相桥式整流器(6)中的二极管选用金属-半导体表面势垒二极管；

输入设备(91)选用按钮或键盘，输出设备(92)选用显示器。

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