CN204231199U - 一种植绒机的直流高压电源 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种植绒机的直流高压电源，包括EMI滤波器、整流滤波电路、逆变电路、高频变压器、倍压整流电路、辅助电源、电流反馈电路、PWM发生器以及控制电路，EMI滤波器与市网电压相连接，用于滤除高频杂波及噪声；整流滤波电路与EMI滤波器相连接，用于将交流电压整流滤波为直流电压；逆变电路与整流滤波电路相连接，根据PWM发生器输出的PWM波，将整流滤波电路输出的直流电压转换成高频交流电压；控制电路与电流反馈电路和PWM发生器相连接，用于根据电流反馈电路的电流信号控制PWM发生器输出的PWM波的占空比。采用本实用新型的技术方案，以一种更为简单的结构实现一种高效稳定直流高压电源，从而使植绒效果更佳。

Description

一种植绒机的直流高压电源
技术领域
本实用新型属于纺织设备领域，尤其涉及一种植绒机的直流高压电源。
背景技术
在现有植绒工艺中，植绒面料通过静电吸附原理将绒毛吸附底布上，并通过在底布上涂上胶水来将绒毛粘合固定在底布上，再经烘蒸和水洗加工成为成品植绒面料。绒毛通过静电植绒装置使其带上负电荷再植入面料中，植绒效果如何主要取决于静电植绒装置，而静电植绒装置中最重要的部分就是直流高压电源，整个植绒机能否正常有效运行都依赖于高效稳定的电源。
故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种高效稳定的植绒机直流高压电源，以解决上述问题。
为解决现有技术存在的问题，本实用新型的技术方案为：
一种植绒机的直流高压电源，包括EMI滤波器、整流滤波电路、逆变电路、高频变压器、倍压整流电路、辅助电源、电流反馈电路、PWM发生器以及控制电路，其中，
所述EMI滤波器与市网电压相连接，用于滤除高频杂波及噪声；
所述整流滤波电路与所述EMI滤波器相连接，用于将交流电压整流滤波为直流电压；
所述逆变电路与整流滤波电路相连接，根据PWM发生器输出的PWM波，将所述整流滤波电路输出的直流电压转换成高频交流电压；
所述高频变压器与所述逆变电路相连接，用于将所述高频交流电压进行升压并发送给所述倍压整流电路；
所述倍压整流电路与所述高频变压器相连接，用于输出高压直流电压；
所述辅助电源与所述EMI滤波器相连接，用于直流高压电源内部供电；
所述电流反馈电路与所述倍压整流电路相连接，用于反馈所述倍压整流电路的电流信号并发送给所述控制电路；
所述控制电路与所述电流反馈电路和所述PWM发生器相连接，用于根据所述电流反馈电路的电流信号控制所述PWM发生器输出的PWM波的占空比。
优选地，所述EMI滤波器采用两级结构。
优选地，所述逆变电路为半桥变换器。
优选地，所述倍压整流电路为四倍压整流电路。
优选地，所述PWM发生器采用美国硅通用公司生产的SG3525芯片。
优选地，所述控制电路采用IR2110芯片。
与现有技术相比，采用本实用新型的上述方案，以一种更为简单的结构实现一种高效稳定直流高压电源，从而使植绒效果更佳。
附图说明
图1是本实用新型植绒机直流高压电源的原理框图；
图2是图1中EMI滤波器的原理图；
图3是图1中逆变电路的原理图；
图4是图3所示的电路工作过程图；
图5是图1中倍压整流电路的原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。
为了解决该技术问题，本实用新型提出了一种结构简单的静电植绒箱。
参见图1，所示为本实用新型静电植绒箱的结构图，包括EMI滤波器、整流滤波电路、逆变电路、高频变压器、倍压整流电路、辅助电源、电流反馈电路、PWM发生器以及控制电路，其中，
所述EMI滤波器与市网电压相连接，用于滤除高频杂波及噪声；
所述整流滤波电路与所述EMI滤波器相连接，用于将交流电压整流滤波为直流电压；
所述逆变电路与整流滤波电路相连接，根据PWM发生器输出的PWM波，将所述整流滤波电路输出的直流电压转换成高频交流电压；
所述高频变压器与所述逆变电路相连接，用于将所述高频交流电压进行升压并发送给所述倍压整流电路；
所述倍压整流电路与所述高频变压器相连接，用于输出高压直流电压；
所述辅助电源与所述EMI滤波器相连接，用于直流高压电源内部供电；
所述电流反馈电路与所述倍压整流电路相连接，用于反馈所述倍压整流电路的电流信号并发送给所述控制电路；
所述控制电路与所述电流反馈电路和所述PWM发生器相连接，用于根据所述电流反馈电路的电流信号控制所述PWM发生器输出的PWM波的占空比。
图1所示直流高压电源的工作原理为：输入市网220V交流电压，经过降噪滤波掉高频杂波及噪声，再经过整流滤波得到300V左右的直流电压，电源的逆变电路把直流电转换成高频交流电压，在升压部分采用了两级升压，先经过高频变压器进行升压，再将升压后的电压送入四倍压电路中，最后输出高压直流电压。控制电路输出PWM波信号，经过控制电路送入到逆变器中，电路中还设计了保护电路：电流、电压等。
参见图2，所示为EMI滤波器的原理图，采用两级EMI滤波，前一级由差模电容C1和共模电感L1组成，后一级由差模电容C2、共模电容C3和C4以及共模电感L2组成的。差模电容C1和C2选用的是薄膜电容，取值范围为0.01～0.1uF。电容C3、C4用陶瓷电容，用来抑制共模干扰，取值范围为2200pF～0.1uF。两级EMI滤波，对滤除电网中的杂波、同相干扰电流及消弱电磁辐射等有很好的效果。
参见图3，所示为逆变电路的原理图，采用半桥变换器。输入的市网电压无论大小(120V或220V)，图3所示的电路通过全桥整流后的直流电压都为320V左右。S1的闭合与断开与输入电压有关系，S1闭合，表明输入电压是220V，相反，则输入电压为120V。实际上S1不是真正的开关，而是一个节点，这个节点会根据不同输入而改变S1的状态：开与关。
当S1处于断开状态，滤波电路为全桥整流，两个滤波电容(C1、C2)串联在一起，此时输入的电压大小为220V。当S1处于闭合状态时，电路的功能和电阻电容串联起来的二倍压电路的功能相似，此时AB之间的电压为120V。
本设计时输入220V交流电压，当Q1和Q2尚未开始工作时，电容C1和C2被充电，它们的输出电压均等于电源电压的一半，设输入电压为Ui，则Uc1＝Uc2＝Ui/2。当半桥变换器工作时，Q1和Q2是交替导通，功率管是否交替导通是通过栅极驱动脉冲电压控制来控制，并且驱动脉冲都有死区，每个开关管的导通时间小于0.5个周期，理想情况下电感电流连续模式的波形图如图4所示。
t0n1阶段，开关管Q1导通，Q2截止。电流回路为Ui(+)→Q1→Np→C2→Ui(-)；C1(+)→Q1→Np→C1(-)。这时C1放电，C2充电；Uc1逐渐下降，Uc2逐渐上升，保持Uc1+Uc2＝Ui。C1两端电压Uc1经Q1加到高频电压器T的一次绕组Np上，而忽略Q1压降，变压器一次电压为：up＝Uc1≈Ui/2。
其极性是上端正下端负。Q2的D、S极间电压uDS2＝Ui。
t0n2阶段，Q2导通，Q1截止。电流回路为→C1→Np→Q2→Ui(-)；C2(+)→Np→Q1→C2(-)。此时C2放电，C1充电；Uc2逐渐下降，Uc1逐渐上升，保持Uc1+Uc2＝Ui。C2两端电压Uc2经Q2加到高频电压器T的一次绕组Np上，而忽略Q2压降，变压器一次电压为：up＝-Uc1≈-Ui/2。
其极性是上端负下端正。Q1的D、S极间电压uDS1＝Ui。
由于C1或C2在放电过程中端电压逐渐下降，因此up波形的顶部略称倾斜状。当电路对称时，Uc1和Uc2的平均值为Ui/2。当Q1和Q2都截止时，只要变压器一次磁化电流最大值小于负载电流分量，则up＝0，uDS1＝uDS2＝Ui/2。
ton1＝t0n2＝ton，在变压器一次绕组上形成正、负半周对称的方波脉冲电压。二次绕组Ns1＝Ns2＝Ns，每个二次绕组的电压为：
抗不平衡性是半桥逆变器自身带有的能力。例如，如果Q1和Q2的存储时间ts不同，ts1>ts2使Q1比Q2的导通时间长，则电容C1的放电时间比C2的放电时间长，C1的放电时两端的平均电压将比C2放电时两端的平均电压低。因此，在Q1导通的正半周，Np绕组两端的电压幅值较低而持续时间较长；在Q2导通的负半周，Np绕组两端的电压幅值较高而持续时间较短。这样可使up正负半周的“伏秒”积相等而不产生单向偏磁现场。由于半桥变化器本身一定的抗不平衡能力，因此可以不接与变压器初级绕组串联的耦合电容。然而，在设计电路时，也有在半桥变化器中接入耦合电容，这样设计电路的作用：不但可增强电路的抗不平衡能力，而且可以预防变压器磁芯因半桥逆变电路不对称而饱和，比如两个功率开关管的特性差异。
参见图5，所示为倍压整流电路的原理图，采用倍压整流电路。四四倍压的工作原理是：当u2处于第一个正半周期时，即u2上的电压为上正下负，利用二极管单向导电性，第一个二极管D1导通，C1开始充电，充电量等于变压器副边的电压，其电容的极性为左负正负，电压幅值为U2。当到负半周时，二极管D2导通，D1截止，由于到负半周的时，变压器次级电压为下正上负，并且电容C1的放电电压极性不变，所以C1和U2串联对C2，充电到其电压为2U2，到第三个周期，即正半周时，D3导通，这是变压器的次级、电容C1和电容C2串联起来一同给C3充电，使其两端电压达到2U2，其电压极性为左负右正。到第四周期，即负半周时，D4导通，C3通过D4对C5充电到2U2。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种植绒机的直流高压电源，其特征在于：包括EMI滤波器、整流滤波电路、逆变电路、高频变压器、倍压整流电路、辅助电源、电流反馈电路、PWM发生器以及控制电路，其中，
所述EMI滤波器与市网电压相连接，用于滤除高频杂波及噪声；
所述整流滤波电路与所述EMI滤波器相连接，用于将交流电压整流滤波为直流电压；
所述逆变电路与整流滤波电路相连接，根据PWM发生器输出的PWM波，将所述整流滤波电路输出的直流电压转换成高频交流电压；
所述高频变压器与所述逆变电路相连接，用于将所述高频交流电压进行升压并发送给所述倍压整流电路；
所述倍压整流电路与所述高频变压器相连接，用于输出高压直流电压；
所述辅助电源与所述EMI滤波器相连接，用于直流高压电源内部供电；
所述电流反馈电路与所述倍压整流电路相连接，用于反馈所述倍压整流电路的电流信号并发送给所述控制电路；
所述控制电路与所述电流反馈电路和所述PWM发生器相连接，用于根据所述电流反馈电路的电流信号控制所述PWM发生器输出的PWM波的占空比。
2.根据权利要求1所述的植绒机的直流高压电源，其特征在于：所述EMI滤波器采用两级结构。
3.根据权利要求1所述的植绒机的直流高压电源，其特征在于：所述逆变电路为半桥变换器。
4.根据权利要求1所述的植绒机的直流高压电源，其特征在于：所述倍压整流电路为四倍压整流电路。
5.根据权利要求1所述的植绒机的直流高压电源，其特征在于：所述PWM发生器采用美国硅通用公司生产的SG3525芯片。
6.根据权利要求1所述的植绒机的直流高压电源，其特征在于：所述控制电路采用IR2110芯片。
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CN109225769A (zh) * 2018-09-06 2019-01-18 山东领潮新材料有限公司 一种多电场静电植绒方法及设备

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