CN2579076Y

CN2579076Y - 臭氧发生器用高频电源

Info

Publication number: CN2579076Y
Application number: CN 02269009
Authority: CN
Inventors: 牛志宝
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2003-10-08
Anticipated expiration: 2012-08-22

Abstract

本实用新型属于臭氧发生器用高频电源，特别涉及一种臭氧发生器用电容储能零电压开关高频电源。本实用新型的臭氧发生器用高频电源，具有抗电磁干扰、桥式整流电路、滤波电路、振荡电路、波形整形电路及全桥功率变换电路、铁氧体变压器；其全桥功率变换电路包括电感L1与D8串联到开关管T1、T3的集电极，T2、T4的集电极，接T1、T3的发射极，变压器接T1、T2中点A和T3、T4中点B。本实用新型为移相式零电压开关电容储能高频电源，能减少开关损耗，降低噪声干扰，提高电源效率，使产臭氧量高，能耗低。

Description

臭氧发生器用高频电源

(一)所述技术领域

本实用新型属于臭氧发生器用高频电源，特别涉及一种臭氧发生器用电容储能零电压开关高频电源。

(二)背景技术

目前，臭氧发生器用的高频电源控制简单，开关损耗随开关频率的提高而增加，造成开关损失较大的原因，有：①开关器件的通断是强制的；②开关器件和负载是非理想的；即开和关不能瞬时完成，都需要时间；③开关器件及相连的器件都有寄生参数，使通过开关器件的电压和电流不是纯方波；在开关过程中会产生开关器件的电压电流波形的重叠现象，从而产生开关损耗，随着频率的增加，开关损耗随着增加，功耗加大，总体效率降低。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于提供一种开关处于零电压的高频电源，以减少开关损耗，降低噪声干扰，提高电源效率，使产臭氧量高，能耗低。

本实用新型的目的是通过以下措施来实现的：

本实用新型的臭氧发生器用高频电源，具有抗电磁干扰、桥式整流电路、滤波电路、振荡电路、波形整形电路及全桥功率变换电路、铁氧体变压器；其全桥功率变换电路包括电感L1与D8串联到开关管T1、T3的集电极，T2、T4的集电极，接T1、T3的发射极，变压器接T1、T2中点A和T3、T4中点B，其中变压器与谐振电感、电流互感器、防磁饱和电容C串联，接于A、B两点，D5正极接B点，D6正极接A点，D5、D6两负极接电容C5、C6的正极，C5、C6负极接地，D7的正极与C5、C6相联，D7的负极接电源正极。

本实用新型的臭氧发生器用高频电源，全桥功率变换电路之间连接有二极管(D5、D6、D7、D8)、电容(C5、C6)、电感(L1)。使多余的能量反馈回电源，C₅、C₆起到储能作用，使电路工作稳定，保护了开关器件。

变压器T_r初级线圈与互感器L3和防磁饱和电容C串联，其中L3作为主电路的电流互感器，当电流发生变化时提供给谐振电路中比较放大器一误差电压，使其保护电路动作，达到保护电路的目的。

本实用新型的移相零电压开关方式，能克服传统高频及开关电源的缺点、电路通过移相，使全桥的四个开关管轮流导通，在同一臂的两个开关管轮流导通过程中，通过变压器的漏感及开关管的输出寄生电容组成谐振，使电容上的电压以最快的速度放电，保证开关管处于零电压、开关状态，使全桥变换器四个开关管依次在零电压技术下导通，减少开关损耗和降低噪声干扰，这项技术使整个电源总体效率达90％以上。

因此，本实用新型能减少开关损耗，降低噪声干扰，提高电源效率，使产臭氧量高，能耗低。

(四)附图说明

图1为本实用新型的控制线路板的主电路图

图2为本实用新型的移相波形图

图中，T1、T2、T3、T4为开关管，T_r为变压器，D1-D8为二极管，C1-C7为电容，L1-L2为电感

(五)具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作具体的说明。

移相式零电压开关、电容储能高频电源主电路如图所示：T₁～T₄为功率开关管，D₁～D₄为体内二极管。C₁～C₄为体内电容。T_r为变压器，L₂为初级串联谐振电感(变压器漏电感)L₃为电流互感器，当变换器过流时，检测电路动作，保护开关器件；C为防止变压器因偏磁而饱和的隔直电容，四只开关管具有相同的驱动脉冲宽度，通过移相错位控制功率传输时间，从而达到稳定输出电压的目的，阴影部分为功率传输时间。

(1)初始状态(t＝t₀)如图所示。此时T₁、T₄导通，变换器向次级传输能量，主电流为I_p(t₀)。

(2)右臂谐振瞬态(t₀＜t＜t₁)如图所示。t₀时初级电流为I_p(t₀)电流流经T₁、T₄，然后T₄截止，开始右臂谐振，由于初级电感(包括变压器漏感和外加电感)的影响，初级电流保持I_p(t₀)，T₄关断后，初级电流通过其输出电容C₄形成通路，对C₄充电(从零到U_in)，同时变压器寄生电容和C₃放电，T₃的源极电压从低变到高，在T₃开通前其管压降已降至零。

在瞬态过程中，初级电流保持I_p(t₀)，变压器初级电压从U_in变为零，在某一时刻，初级电压下降到次级反映到初级的电压以下，这时初级不向次级提供全部的能量，次级输出电感上的电压变换极性，输入电感中的能量补充初级能量的减少，直到初级提供的能量为零。

(3)钳位(t₁＜t＜t₂)如图所示。右臂瞬态一结束，初级电流通过T₁和T₃的体内二极管D₃流动。如果二极管理想，电流保持不变直到下一个瞬态来临。此时开通T₃，T₃的开通电阻R_DS(on)分流D₃中的电流，降低了T₃的开通损耗，尽管此时T₃电流流向与平时相反(从源极到漏极)。但T₃仍将被开通，电流由T₃、D₃分担。

(4)左臂谐振瞬态(t₂＜t＜t₃) 如图所示。因为有损耗存在，t₂时，流经初级的电流已小于I_p(t₀)，T₃已开通，但其通道从T₁转移到C₁，这个电流使漏源电压升高，其源极电压从高电位变到低电位。T₂漏源电压降为零，可零电压开通。

T₂一旦开通，变压器初级电压为电源电压(因T₃已开通)，左臂瞬态时间长于右臂，因为由于主电流流经开关管，变压器绕组会导致直流电压降，电感储能。这个损失加上前一瞬态的损失，使初级电流低于I_p(t₀)，这就使得左臂瞬态时间长于右臂。与传统的电源变换不同，移相全桥变换的某一管子在功率传输前已开通，这就简化了栅极驱动。通常，同一臂中上面的开关管比下面的开关管难于驱动。故应安排使上面的管子先导通。

(5)功率传输(t₃＜t＜t₄)如图所示。这个过程类似于传统变换器，初级电压为U_in，电流以由U_in和电感决定的速率上升，直至最大。

(6)关断(t＝t₄)T₃关断，电流从T₃转移到C₃上，T₃漏源电压从零升到U_in，C₄放电至零，T₄准备零电压开通，然后下一个周期开始。

(7)电路工作时，T₁、T₄，T₃、T₂轮流导通，使T_r两端得到大小相等方向相反的脉冲信号，通过T_r的升压使臭氧管得到1～13KV的电压，高频高压电源使其放电，产生臭氧，在电源工作中，由于臭氧管非线性特点放出的能量会使A、B两点电压出现超出电源电压，引入D₅、D₆、、D₇、D₈、L₁、C₅、C₆使多余的能量反馈回电源，C₅、C₆起到储能作用，使电路工作稳定，保护了开关器件。

Claims

1.一种臭氧发生器用高频电源，具有抗电磁干扰、桥式整流电路、滤波电路、振荡电路、波形整形电路及全桥功率变换电路、铁氧体变压器，其特征在于：全桥功率变换电路包括电感L1与D8串联到开关管T1、T3的集电极，T2、T4的集电极，接T1、T3的发射极，变压器接T1、T2中点A和T3、T4中点B；变压器与谐振电感、电流互感器、防磁饱和电容C串联，接于A、B两点，D5正极接B点，D6正极接A点，D5、D6两负极接电容C5、C6的正极，C5、C6负极接地，D7的正极与C5、C6相联，D7的负极接电源正极。

2.根据权利要求1所述的高频电容储能式臭氧发生器电源其特征是：变压器T_r初级线圈与互感器L3和防磁饱和电容C串联，其中L3作为主电路的电流互感器。