CN2481055Y - 脉冲式收尘器高压电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于静电收尘技术领域。脉冲式收尘器高压电源采用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,由单片机控制脉冲发生器输出不同宽度的驱动脉冲,IPM产生宽度不同的大电流脉冲信号,通过LC谐振电路加于高频变压器升压,分别产生40KV左右的基电压和100KV左右的高压脉冲串。本实用新型采用脉宽调制和一次升压技术,可节能50～80%,有效的克服了反电晕现象,收尘效率成倍提高。
Description
本实用新型属于静电收尘技术领域，主要提出一种脉冲式收尘器高压电源。
本发明适用于静电收尘技术领域，也可以用于脱硫设备。目前该领域高压电源大多采用工频升压技术，它的代表单位上海激光所和金华环保设备厂，该技术的缺陷在于体积庞大(50mA、100KV的电源最小在200Kg以上)，安装和维修十分困难。为了克服工频电源的缺陷，洛阳金兰公司、西安斯达公司采用高频逆变技术设计出20mA，100KV的倍压高压电源，使重量下降到50Kg左右，但倍压技术在负载短路打火时倍压电路容易损坏，可靠性难于保证而且难于提供大电流的驱动装置。以上两种电源均采用直流高压工作，都存在着对于高比电阻粉尘反电晕时收尘效率低的弊端。厦门市天源光静电设备厂设计了双电源的脉冲工频电源，一路输出基电压，一路产生脉冲，可以克服反电晕这一缺点，但是它们仍存在工频电源体积庞大的问题。
本实用新型的目的即是提出一种脉冲式收尘器高压电源，其采用变压器一次升压来提高高频电源的负载能力，用脉冲式工作达到克服反电晕和节能的效果。
本实用新型完成其发明任务提出的技术方案是：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15KC左右的交变方波，由单片机IC1控制脉冲发生器IC2输出不同宽度的驱动脉冲，不同宽度的驱动脉冲通过光耦加到IPM，产生不同宽度的大电流脉冲信号，通过LC谐振电路加于高压变压器升压，采用两个或两个以上的高压变压器整流后迭加，分别产生使收尘器进入起始电离的40KV左右的基电压和100KV高压脉冲串，达到使灰尘荷电的目的。
设置采样变压器B3，其并接在高压变压器初级，以获取正比于高压变压器初级电压的采样信号，比较器IC3、W4提供比较电压，控制脉冲发生器IC2，起到过压保护的作用。
设置由两个光电耦合器IC6、IC7和反相比较器IC3构成的保护电路，用于IPM反馈的过流、过热、短路保护。
本实用新型采用脉宽调制和一次升压技术，设计出单电源的微秒级脉冲高压装置，油箱重量53Kg，可以驱动3.3M以下的吸尘器筒体，相当于常规100KV，50MA电源的驱动能力，比直流电源节能50～80％，有效的克服了反电晕现象，使收尘效率成倍提高。由于排除了倍压电路，显然还可以进一步提高负载能力。
实施例：
附图1为本实用新型高压电源电原理图。
结合实施例给出的电原理图对其加以进一步说明：
本实用新型高压电源中，高压变压器B4、B5、硅堆DL1-DL8，采样电阻4R1-4R3置于油箱内，其余元件均在控制箱中，ICo为智能功率模块IPM，IC1为单片机AT90S4434，IC2为脉冲发生器UC3846，IC3为电压比较器LM339，IC4为运算放大器LM324。
如附图所示，三相交流经整流桥ZLQ1整流、3C1、3C3滤波，由ICo调制生成15KC的方波，通过L1、3C6串联谐振电路加于高压变压器B4、B5升压，DL1-DL8整流产生40KV-100KV的高压，加于吸尘器ESP，即可收尘。
本装置脉冲控制电路由IC1、IC2、IC3、IC4完成。IC2为脉冲发生器，产生15KC的一对方波，方波脉冲宽度由IC2的1脚控制。单片机IC1起逻辑控制的作用，上电后2秒之内，IC1的22脚产生高电平，经比较器IC3：B反相封锁IC2，不产生脉冲，2秒后变为高电平开启IC2。IC1的19脚产生电压VK(2.5～5V)经射随器IC4：A1端输出，IC4：B为差动放大器，其同相输入端加有+5V信号，反相端加上VK电压或零伏电压，该控制作用由IC124脚决定。当24脚为低电平，IC3：Cl4脚输出OC门开路，单片机VK信号作用于反相端。IC4：B7脚输出低电压，IC2输出窄脉冲；反之，当IC124脚为高电平时，IC2输出宽脉冲。不同宽度的驱动脉冲通过光耦IC6、IC7加到IPM后，产生不同宽度的大电流脉冲信号。经LC谐振电路生成幅度200V-400V的交流源，推动高压变压器，高压为两个变压器B4、B5整流后迭加形成，其中LC谐振电路的电容3C6和高频变压器初级并联。高压经硅堆DL1-DL4及DL5-DL8即可产生40KV-100KV的负高压，短暂的100KV的高压脉冲是一串分离的宽度25μS的功率源。逆变电路工作频率15KC，用PWD(0～10μS)和PWH(20～25μS)两脉宽工作，对于脉宽为PWD的运转状态，持续时间约10-20mS，继而进入PWH运转状态，持续时间约0.3-5mS，再进入PWD的工作状态，周而复始的运行。当逆变器用PWD工作时，通过LC电路和高压变压器，产生40KV左右的基电压，使收尘器进入起始电离；当逆变器用PWH工作时，产生100KV高压脉冲串，这就相当于基准电压(40KV)上迭加了60KV的脉冲高压，达到使灰尘荷电的目的。
高压变压器初级并接采样变压器B3，它获取正比于高压变压器初级电压的采样信号，经整流滤波，其一路到比较器IC3：A，W4提供比较电压，当采样信号大于比较电压时，IC32脚反转为低电平，由IC3：D反相变为高电平关闭IC2，起到过压保护的作用。电位器W1给IC1一个A/D转换电压，IC1根据采样电压进行分析判断，调整IC119脚输出，控制IC2脉冲宽度，使输出电压工作在40KV一100KV的范围内。
IPM反馈的过流、过热、短路信号经光耦IC6、IC8加至IC3：D与采样信号相或，起到对IPM的保护作用。
整个电路直流电源由WY1提供，WY1产生+15V，+15V到IPM模块。
该电源具有线电流显示表A，高压电压表KV，及高压电流显示表MA。
Claims (4)
1、一种脉冲式收尘器高压电源，其特征是：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15KC左右的交变方波；由单片机IC控制脉冲发生器IC2输出不同宽度的驱动脉冲，通过光耦加到IPM，产生宽度不同的大电流脉冲信号，通过LC谐振电路加于高压变压器升压，采用两个或两个以上的高频变压器整流后迭加，分别产生40KV左右的基电压和100KV左右的高压脉冲串，接入静电收尘器。
2、按照权利要求1所述的脉冲式收尘器高压电源，其特征是IPM输出两种宽度不同的大电流脉冲信号，即(0～10μS)和(20～25μS)两种脉冲宽度信号，窄脉冲持续时间10～20MS，宽脉冲持续时间0.3～5MS。
3、按照权利要求1所述的脉冲式收尘器高压电源，其特征是设置采样变压器B3，其并接在高压变压器初级，获取正比于高压变压器初级电压的采样信号。
4、按照权利要求1所述的脉冲式收尘器高压电源，其特征是设置由两个光电耦合器IC6、IC7和反相比较器IC3构成的IPM过流、过热、短路保护电路。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108499739A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-09-07 | 江森自控空调冷冻设备(无锡)有限公司 | 高压电源电路、高压电源板以及控制高压电压输出的方法 |
| CN111781405A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-10-16 | 西安易恩电气科技有限公司 | 一种ipm动态参数测试夹具 |
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- 2001-05-12 CN CN 01237017 patent/CN2481055Y/zh not_active Expired - Fee Related
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