CN2826819Y - 液相中脉冲放电等离子体电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种液相中脉冲放电等离子体电源，包括脉冲电源控制器、脉冲放电电容和依次相连的AC/AC开关充电电路、升压变压器、全桥整流器、可控硅开关、输出电缆和液相放电等离子电极，脉冲电源控制器一路与AC/AC开关充电电路相连，一路与可控硅开关相连，脉冲放电电容所在的支路一端连接在电阻电感缓冲器和可控硅开关之间的连路上，一端接地，可控硅开关的另一端与续流二极管相连，所述的续流二极管与输出电缆相连。本实用新型的电源装置采用全固态开关器件，且电路中续流二极管并在输出电缆二端，不仅减少可控硅开关的损耗，而且降低对可控硅开关的要求，使脉冲电源的成本大大降低，系统更实用化。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种脉冲电源，特别是指一种液相中脉冲放电等离子体电源，属于电源技术领域。
背景技术
目前液相中脉冲放电电火花等离子体的脉冲电源技术主要是采用电火花空气开关，电容充放电技术，由于火花开关电源开关双向导通，电容脉冲放电为多振荡衰减放电，不仅火花开关有较高的能耗，且寿命短。国外有报导的全固态脉冲电源采用放电电容直接并联续流二极管，实现单脉冲放电，这种电路能耗也较大。
发明内容
本实用新型提供一种损耗小、成本低的液相中脉冲放电等离子体电源。
一种液相中脉冲放电等离子体电源，包括AC/AC开关充电电路、升压变压器、全桥整流器、电阻电感缓冲器、脉冲电源控制器、可控硅开关、放电限流电感、输出电缆、液相放电等离子电极、脉冲放电电容，其中，AC/AC开关充电电路、升压变压器、全桥整流器、电阻电感缓冲器、可控硅开关、放电限流电感、输出电缆、液相放电等离子电极依次相连，脉冲电源控制器一路与AC/AC开关充电电路相连，一路与可控硅开关相连，脉冲放电电容所在的支路一端连接在电阻电感缓冲器和可控硅开关之间的连路上，一端接地，可控硅开关的另一端与续流二极管相连，所述的续流二极管与输出电缆相连。
所述的脉冲放电电容与全桥整流器的连路上设有电阻电感缓冲器，所述的电阻电感缓冲器可由一电感并联一电阻组成或者由一电感串联一电阻组成。
所述的全桥整流器并联有一高压分压器，所述的高压分压器所在的支路一端连接在全桥整流器与电阻电感缓冲器的连路上，一端接地，高压分压器由高低压分压电阻串联组成。
所述的可控硅开关与输出电缆的连路上设有放电限流电感，所述的放电限流电感可为空心电感也可含有磁芯。
所述的升压变压器和脉冲放电电容接地端的连路上设有接地限流电感。
所述的可控硅开关可由一支可控硅组成或多支可控硅串联组成。
所述的续流二极管可由一支二极管组成或多支二极管串联组成。
中所述的输出电缆由高压线及地线组成，可为同轴电缆，也可为其他高压电缆。
所述的放电等离子体电极由高压电极及接地极组成，高压电极及接地电极均可由一对或多对电极组成。
所述的脉冲放电电容器可由一个或多个低感电容器串并联构成。
所述的全桥整流器负端通过电阻电感缓冲器连接到可控硅开关的阴极，可控硅开关的阳极与续流二极管的正端连接，产生负极性脉冲输出。
所述的全桥整流器正端通过电阻电感缓冲器连接到可控硅开关的阳极，可控硅开关的阴极与续流二极管的负端连接，产生正极性脉冲输出。
本实用新型的工作过程如下：输入的交流电压经AC/AC开关充电电路、升压变压器、全桥整流器转换成直流电压，该直流电压经电阻电感缓冲器对脉冲放电电容充电，脉冲放电电容上存贮的电能在脉冲电源控制器的控制下通过可控硅开关、续流二极管、放电限流电感、输出电缆、液相放电等离子电极放电产生等离子体。
本实用新型的电源装置采用全固态开关器件，且电路中续流二极管不是同放电电容并联，而是同输出电缆并联，不仅减少可控硅开关的损耗，而且降低对可控硅开关的要求，使脉冲电源的成本大大降低，系统更实用化。
附图说明
图1为本实用新型一种实施方式产生正高压脉冲输出的电路图；
图2为本实用新型另一种实施方式产生负高压脉冲输出的电路图。
具体实施方式
图1为本实用新型产生正高压脉冲输出的电路图，如图所示，一种液相中脉冲放电等离子体电源，包括AC/AC开关充电电路1、升压变压器2、全桥整流器3、脉冲电源控制器5、可控硅开关8、续流二极管9、放电限流电感10、输出电缆11、液相放电等离子电极12、脉冲放电电容13，AC/AC开关充电电路1、升压变压器2、全桥整流器3、电阻电感缓冲器4、可控硅开关8、放电限流电感10、输出电缆11、液相放电等离子电极13依次相连，脉冲电源控制器5一路与AC/AC开关充电电路1相连，一路与可控硅开关8相连，脉冲放电电容13所在的支路一端连接在电阻电感缓冲器4和可控硅开关8之间的连路上，一端接地，输出电缆11并联有续流二极管9，续流二极管9所在的支路一端连接在可控硅开关8和输出电缆11之间的连路上，一端接地，续流二极管9保证放电时产生的为单脉冲电流。其中，脉冲电源控制器5主要是对设定的输出能量要求控制AC/AC开关充电电路1，控制半导体可控硅开关8的导通，以及通过对高压分压器6讯号的取样，实时检测脉冲放电电容13的充电电压；可控硅开关8可由一支可控硅组成或多支可控硅串联组成；续流二极管9可由一支二极管组成或多支二极管串联组成；输出电缆11由高压线及地线组成，可为同轴电缆，也可为其他高压电缆；放电等离子体电极12由高压电极及接地极组成，高压电极及接地电极均可由一对或多对电极组成；脉冲放电电容器13可由一个或多个低感电容器串并联构成。
脉冲放电电容13与全桥整流器3的连路上设有电阻电感缓冲器4，电阻电感缓冲器4可由一电感并联一电阻组成或者由一电感串联一电阻组成，用于限制高频噪声。
脉冲放电电容13并联有一高压分压器6，高压分压器6所在的支路一端连接在全桥整流器3与电阻电感缓冲器4的连路上，一端接地，高压分压器6由高低压分压电阻串联组成。
可控硅开关8与输出电缆11的连路上设有放电限流电感10，放电限流电感11可为空心电感也可含有磁芯。
升压变压器2和脉冲放电电容13接地端的连路上设有接地限流电感7，用于限制放电时产生的脉冲电流对升压变压器2和全桥整流器3的影响。
本实施例中，全桥整流器3正端通过电阻电感缓冲器4连接到可控硅开关8的阳极，可控硅开关8的阴极与续流二极管9的负端连接，输入的交流电压经AC/AC开关充电电路1、升压变压器2、全桥整流器3转换成直流电压，该直流电压经电阻电感缓冲器4对脉冲放电电容13充电，脉冲放电电容13上存贮的电能在脉冲电源控制器5的控制下通过可控硅开关8、续流二极管9、放电限流电感10、输出电缆11、液相放电等离子电极12放电产生等离子体。
图2为本实用新型产生负高压脉冲输出的电路图，其基本原理与图1相同，主要不同在于：全桥整流器3负端通过电阻电感缓冲器4连接到可控硅开关8的阴极，可控硅开关8的阳极与续流二极管9的正端连接，输入的交流电压经AC/AC开关充电电路1、升压变压器2、全桥整流器3转换成直流电压，该直流电压经电阻电感缓冲器4对脉冲放电电容13充电，脉冲放电电容13上存贮的电能在脉冲电源控制器5的控制下通过可控硅开关8、续流二极管9、放电限流电感10、输出电缆11、液相放电等离子电极12放电产生等离子体。
Claims (10)
1.一种液相中脉冲放电等离子体电源，包括AC/AC开关充电电路(1)、升压变压器(2)、全桥整流器(3)、电阻电感缓冲器(4)、脉冲电源控制器(5)、可控硅开关(8)、放电限流电感(10)、输出电缆(11)、液相放电等离子电极(12)、脉冲放电电容(13)，其中，AC/AC开关充电电路(1)、升压变压器(2)、全桥整流器(3)、电阻电感缓冲器(4)、可控硅开关(8)、放电限流电感(10)、输出电缆(11)、液相放电等离子电极(12)依次相连；脉冲电源控制器(5)一路与AC/AC开关充电电路(1)相连，一路与可控硅开关(8)相连；其特征在于：脉冲放电电容(13)所在的支路一端连接在电阻电感缓冲器(4)和可控硅开关(8)之间的连路上，一端接地，可控硅开关(8)的另一端与续流二极管(9)相连，所述的续流二极管(9)同时与输出电缆(11)相连。
2.如权利要求1所述的液相中脉冲放电等离子体电源，其特征在于：所述的脉冲放电电容(13)与全桥整流器(3)的连路上设有电阻电感缓冲器(4)，所述的电阻电感缓冲器(4)可由一电感并联一电阻组成或者由一电感串联一电阻组成。
3.如权利要求1所述的液相中脉冲放电等离子体电源，其特征在于：所述的全桥整流器(3)并联有一高压分压器(6)，所述的高压分压器(6)所在的支路一端连接在全桥整流器(3)与电阻电感缓冲器(4)的连路上，一端接地，高压分压器(6)由高低压分压电阻串联组成。
4.如权利要求1所述的液相中脉冲放电等离子体电源，其特征在于：所述的可控硅开关(8)与输出电缆(11)的连路上设有放电限流电感(10)，所述的放电限流电感(10)可为空心电感也可含有磁芯。
5.如权利要求1所述的液相中脉冲放电等离子体电源，其特征在于：所述的全桥整流器(3)和脉冲放电电容(13)接地端的连路上设有接地限流电感(7)。
6.如权利要求1所述的液相中脉冲放电等离子体电源，其特征在于：所述的可控硅开关(8)可由一支可控硅组成或多支可控硅串联组成。
7.如权利要求1所述的液相中脉冲放电等离子体电源，其特征在于：所述的续流二极管(9)可由一支二极管组成或多支二极管串联组成。
8.如权利要求1所述的液相中脉冲放电等离子体电源，其特征在于：所述的脉冲放电电容(13)可由一个或多个低感电容器串并联构成。
9.如权利要求1所述的液相中脉冲放电等离子体电源，当为负极性脉冲输出时，其特征在于：所述的全桥整流器(3)负端通过电阻电感缓冲器(4)连接到可控硅开关(8)的阴极，可控硅开关(8)的阳极与续流二极管(9)的正端连接。
10.如权利要求1所述的液相中脉冲放电等离子体电源，当为正极性脉冲输出时，其特征在于：所述的全桥整流器(3)正端通过电阻电感缓冲器(4)连接到可控硅开关(8)的阳极，可控硅开关(8)的阴极与续流二极管(9)的负端输出端连接。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109630020A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-04-16 | 中国石油大学(华东) | 多路高低压复合等离子钻井方法 |
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