CN2260403Y - 静电收尘器高频逆变高压电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于静电收尘器高压装置。特征是采用IPM智能功率模块对经整流滤波后的电源进行高频逆变，半桥调制为20KC交变方波，经高频变压器升压和倍压电路输出高压接入静电收尘器筒体；IPM采用等宽调频驱动电路驱动，该电路由调频信号电路、脉宽调制电路及光电隔离电路构成并设置有装置保护电路。本实用新型逆变效率优于90％，并使高压油箱体积和重量大大减小，电路设计可杜绝装置内过热现象的产生且对外部短路、过流、欠压反应较快。

Description

静电收尘器高频逆变高压电源装置

本实用新型属于静电收尘器高压装置，主要提出一种静电收尘器的高频逆变高压电源装置。

静电收尘器高压装置现有技术多采用工频(50Hz)可控硅调相，再升压整流获得高压(100KV左右，5-30MA)，此技术由于频率低，故高压变压器庞大，20MA级的高压油箱重达230Kg以上且一次升压变压器损坏率很高，可靠性难以保证；近来提出的逆变高压电源采用一般双极性三极管，需把220V交流通过工频变压器降压至50V，再整流滤波，逆变升压，最后由倍压电路提供高压；该装置仍不能脱离工频变压器，且双极性功率管开关频率只能在5KC以下，故20MA级的设备重量仍在180Kg左右。

本实用新型提出新型高频逆变静电收尘器高压电源装置的目的即在于使其具有轻便、运行可靠的特点，克服现有高频逆变高压电源装置的不足。

本实用新型完成其发明任务所采取的技术方案是：采用IPM智能功率模块对经整流滤波后的电源进行高频逆变，半桥调制为20KC交流方波，经高频变压器升压和倍压电路输出高压接入静电除尘器筒体；IPM的驱动采用等宽调频驱动电路，等宽调频驱动电路由调频信号电路和脉宽调制电路及光电隔离电路构成，调频信号电路输出4-40KC调频信号，脉宽调制电路输出2KC-20KC的交替产生的两组对称脉冲分别对应IPM的两个功率管导通，并经光电耦合芯片光电隔离与IPM相连接。

为保证电源装置正常工作，设置由定时器和两个光电耦合器构成的保护电路以对IPM输出的低电平信号进行处理，使脉宽调制电路和IPM延迟工作。

本实用新型采用IPM智能功率模块和等宽调频技术，使逆变效率优于90％，并使得体积减小，高压油箱只有53Kg，只需少许更改油箱机械设计可以使重量小于25Kg，本实用新型电路设计可杜绝装置内过热现象的产生且对外部短路、过流欠压反应较快。

附图提供了本实用新型实施例的电原理图。

以下结合附图对本实用新型电源装置加以详细说明：

由附图所示：本实用新型对交流220V电源经过整流桥2LQ₁全波整流，电容器C₉-C₁₂滤波变成直流，其中C₁₁、C₁₂为电解电容器，用以滤除低频成分，C₉、C₁₀为高频薄膜电容，用以滤除高频成分，由此电路产生约260V的直流电压，C₁₃用以隔除变压器B₁初级的直流成分；260V电压的正端与IPM的第一个功率管的C₁相连，其负端和IPM的第二个功率管的B₂相连，滤波电容的中点即C₉、C₁₀、C₁₁、C₁₂的公共点通过C₃、B₁连结于IPM对管的公共端E₁、C₂上，构成公知的半桥调制电路，高频变压器B₁采用高频磁性材料并把初级电压提升到14KV以上。C₁₄-C₁₉为倍压电容，与D₂-D₇高压硅堆结合在一起构成常规的倍压电路，把次级的交流电压升高6倍，并变成85KV以上的直流电压V₀，V₀直接加到静电收尘器的筒体上即可起到收尘作用，静电收尘器的筒体和其它机械结构采用现有技术的结构，没有加以改进。

IPM的等宽调频驱动电路由调频信号输出电路，脉宽调制电路和光电隔离电路构成，调频信号输出电路可采用双定时器556芯片(IC1)，+5V电源加到电源端14和地端7上，同时+5V要加到4、10引脚起置位作用，556的8-13引脚构成第一个定时器，1-6脚引脚构成第二个定时器，产生4-40KC的定时信号，该信号低电平脉冲宽度10μS，脉冲周期(对应终端输出调频信号周期的一半)由电位器W₁、R₁和定时电容C₁决定，R₁对应最高频率40KC，调节W₁实现宽范围的频率变化，R₂决定输出低电平脉冲的宽度，C₂为消振电容，为了正确地驱动脉宽调制器TL494(IC₂)从9脚输出的脉冲信号再加到第二定时器的输入端6脚进行反相处理，第二定时器中，C₃为定时电容，C₄为消振电容，R₃、C₃决定了它的输出高电平脉冲宽度(约21μS)，该信号从5脚引出，经过R₄加到IC₂的振荡电容C₅上。脉宽调制器TL494(IC₂)地端为7脚，+12V电源加到8、11、12引脚，13、14连在一起输出参考电源+5V，15、16脚为TL494的一组输入端，因闲置不用，故连在一起再接到地线上。另一组输入端为1、2脚，其中1脚加以2.5V的比较电压，该电位经参考电源经R₅、R₇分压取得，2脚所加电位由参考电源经R₆、R₈分压取得，微调R₆使等宽脉冲为18μS。2脚到3脚并连的R₁₀和C₂₀起消振作用，死区控制端4脚和地之间连接电阻R₉使系统工作时4脚为低电平。6脚为定时电阻端，闲置不用。5脚的接地电容C₅和IC₁的输出电阻R₄决定等宽脉冲的宽度，从IC₁施加到IC₂的4-40KC调频信号经IC₂处理后，从IC₂的9、10脚产生一对2KC-20KC的对称脉冲，9脚输出的脉冲对应IPM的第一个功率管导通，10脚输出的脉冲对应第二个功率管导通，两组脉冲应该交替对称的产生，为了使IC₂的输出信号与IPM相连结，必须进行充电隔离。IC₃和IC₄为6N137光耦芯片，1、4脚为控制端闲置不用。从IC₂来的控制信号经过限流电阻R₁₁、R₁₂到光耦的发光管正极2脚上，3脚为发光管负极接至地线上，8脚为封锁端，要和电源7脚一起接到+5V上，该+5V是由+15V电源加到IPM模块后由IPM产生的基准电源SPR和SNR。光耦输出端6分别接于IPM的输入端CN₁和CP₁，光耦低电位端5脚分别与IPM的VPC和VNC相接，7脚分别与IPM的SPR、SNR相连，当CP₁和CN₁的等宽调频脉冲作用于IPM后，IPM的一对功率管就产生了交变的功率输出。

保护电路由IC₅-IC₇完成，IPM对短路、过流、负压及过热故障能在2μS之间作出反应，立即停止工作，从FPO和FNO输出18as的低电平信号，该信号必须加以延长，以便一次故障后让设备使用者马上去排除，这样才不至于使故障重复出现以致损坏设备。因此把FPO和FNO产生的故障信号反馈到IC₆和IC₇，IC₆和IC₇为光耦PC817，1脚为发光管正极，接对应的+15V电源，2脚为发光管负极，接FPO和FNO，3脚为光电管发射极，4脚为集电极，IC₆和IC₇集电极相连，集电极电阻R₁₅接到+12V电源上，于是两故障信号发生相“或”作用，一起送入IC₅的输入端2脚，IC₅为定时器555芯片，1脚为接地端，+12V电源加到电源端8和置位端4脚，5脚对地接消振电容C₇，6、7相连对地加定时电容C₆，R₁₄和C₆决定定时间隔5S。当18as的故障低电平信号加到2脚时，从3脚输出一个宽5S的高电平信号，通过故障显示发光管LED₁和R₁₃加到IC₂的死区控制端4脚封锁494工作，停止脉冲输出5S。IC₆、IC₇的4脚对地连结的D₁、R₁₆、C₈电路将保证系统上电时从4脚产生一个低电平信号，迫使TL494，IPM延迟5S工作，以等待滤波电路建立起260V的直流电压。

Claims (5)

1、一种静电收尘器高频逆变高压电源装置，本实用新型的特征是：采用IPM智能功率模块对经整流滤波后的电源进行高频逆变、半桥调制为20KC交变方波，经高频变压器升压和倍压电路输出高压接入静电收尘器筒体；IPM的驱动采用等宽调频驱动电路，等宽调频驱动电路由调频信号电路和脉宽调制电路及光电隔离电路构成，其中，调频信号电路输出4-40KC调频信号、脉宽调制电路输出2KC-20KC交替产生的两组对称脉冲分别对应IPM的两个功率管导通，并经光电耦合芯片光电隔离与IPM相连结。

2、根据权利要求1所述的静电收尘器高频逆变高压电源装置，其特征在于：设置由定时器和两个光电耦合器构成的保护电路对IPM输出的低电平信号进行处理使脉宽调制电路和IPM延迟工作。

3、根据权利要求1或2所述的静电收尘器高频逆变高压电源装置，其特征在于：调频信号输出电路可主要采用双定时器556芯片。

4、根据权利要求1或2所述的静电收尘器高频逆变高压电源装置，其特征在于：脉宽调制电路主要采用脉宽调制器TL494。

5、根据权利要求1或2所述的静电收尘器高频逆变高压电源装置，其特征在于：光电隔离电路主要有两个6M137光电耦合芯片。

Images