CN2896685Y - 高频大功率脉冲直流电源 - Google Patents

Abstract

一种高频大功率脉冲直流电源，包括可控整流电路、电感滤波电路、开关电路以及开关电路的激励电路，可控整流电路的输入端与变压器的次级绕组连接，变压器的初级绕组与交流电源连接，可控整流电路的输出端与电感滤波电路的输入端连接，电感滤波电路的输出端与多条并联在一起的电流分置电路连接，每条电流分置电路由电容滤波电路、均衡电路、开关电路组成，电容滤波电路的输出端经过均衡电路与开关电路的输入端连接，开关电路的输出端与输出总线连接。本实用新型的高频大功率脉冲直流电源，采用电流分置并联的电路结构，用普通元器件实现大功率高频脉冲电流输出，体积小、价格低、制造容易，使用寿命长。

Description

高频大功率脉冲直流电源

技术领域

本实用新型涉及脉冲直流电源，特别涉及一种高频大功率脉冲直流电源。

背景技术

脉冲直流电源在工业生产中有非常广泛的应用，如电镀、电解、电池充电等领域，而且在很多场合，脉冲直流电源的频率越高越好，功率越大越好，输出电流越大越好，例如在电镀中，镀层的性能与直流电源的脉冲频率和脉冲占空系数有直接关系，高频大功率的脉冲直流电源就可以明显改变镀层性质。受元器件自身性能的限制，一般的脉冲直流电源的输出频率在几十至几千赫兹的范围内，输出功率在几百瓦左右，无法达到高频大功率的原因有两个：一是脉冲直流电源末级的开关电路中的主要器件通常为晶体三极管或场效应管，这两种管子输出电流较小。二是开关电路的前一级用于滤波的电容元件无法承受大电流充放电，不能输出大电流，现有的方法是使用特制的电容，不仅价格高，体积大，而且制作工艺复杂，难度大，滤波过程中，电容反复进行大电流充放电，仍然常常被烧毁，使整个电源设备报费。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高频大功率脉冲直流电源，采用电流分置并联的电路结构，用普通元器件实现大功率高频脉冲电流输出。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种高频大功率脉冲直流电源，包括可控整流电路、电感滤波电路、开关电路以及开关电路的激励电路，所述可控整流电路的输入端与变压器的次级绕组连接，变压器的初级绕组与交流电源连接，可控整流电路的输出端与电感滤波电路的输入端连接，电感滤波电路的输出端与多条并联在一起的电流分置电路连接，每条电流分置电路由电容滤波电路、均衡电路、开关电路组成，所述电容滤波电路的输出端经过均衡电路与开关电路的输入端连接，开关电路的输出端与输出总线连接。

所述电容滤波电路由电容、二极管构成，所述均衡电路由电阻构成，所述开关电路由场效应管构成，其电路的连接结构为：二极管的阳极与所述电感滤波电路的输出端连接，二极管的阴极经过电阻与场效应管的漏极连接，场效应管的源极与输出总线连接，场效应管的栅极和源极与激励电路连接。

本实用新型有以下积极有益效果：本产品采用上述电流分置并联电路，将电感滤波电路输出的大电流分流后供给各电容滤波电路，各电容滤波电路中的电容不是简单的并联关系，而是通过二极管隔离，因为如果将各电容滤波电路中的电容简单地并联在一起，其等效为一个电容，与输出总线最接近的电容将会被烧毁。

由于采用二极管隔离的技术手段，各个电容在滤波过程中只承受小电流的充放电，因此，可以选用普通的电容器件，滤波后的直流电，分别供给各个开关电路，各个开关电路在激励电路的作用下输出高频小电流脉冲，所以可以选用普通的开关管构成开关电路，各开关电路输出的高频小电流脉冲在输出总线上汇合，输出总线输出大电流的高频脉冲直流电，从而实现用普通元器件实现大功率的高频脉冲输出，本产品体积小、价格低、制造容易，使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的电路方框图。

图2是图1的电路原理图。

具体实施方式

请参照图1、图2，本实用新型是一种高频大功率脉冲直流电源，包括可控整流电路、电感滤波电路、开关电路以及开关电路的激励电路，

可控整流电路可以采用全波桥式整流电路，该全波桥式整流电路由两个可控硅SCR1、SCR2、两个二极管SD1、SD2连接构成。二极管VD为电感L1的续流回路。

可控整流电路的输入端与变压器U1的次级绕组连接，变压器U1的初级绕组与交流市电220伏连接，可控整流电路的输出端与电感滤波电路的输入端连接，电感滤波电路可以由电感线圈L1构成，电感滤波电路的输出端与多条并联在一起的电流分置电路连接，本实施例中，电流分置电路有50条：

其中第一条电流分置电路N1由电容滤波电路1、均衡电路1、开关电路1组成，电容滤波电路1由电容C1、二极管D1构成，均衡电路由电阻R1构成，开关电路由场效应管T1构成；二极管D1的阳极与电感滤波电路的输出端连接，二极管D1的阴极经过电阻R1与场效应管T1的漏极连接，场效应管T1的源极与输出总线的正极BUS1连接，场效应管T1的栅极和源极与激励电路连接。电阻R1A的作用是为电容C1提供泄压回路。电阻R1B是场效应管T1栅极的保护电阻。因输出总线BUS1、BUS2很长，会产生寄生电感效应，二极管VD1为总线寄生电感提供泄流回路。二极管D1起隔离作用。

第二条电流分置电路N2由电容滤波电路2、均衡电路2、开关电路2组成，电容滤波电路2由电容C2、二极管D2构成，均衡电路由电阻R2构成，开关电路由场效应管T2构成；二极管D2的阳极与电感滤波电路的输出端连接，二极管D2的阴极经过电阻R2与场效应管T2的漏极连接，场效应管T2的源极与输出总线的正极BUS1连接，场效应管T2的栅极和源极与激励电路连接。电阻R2A的作用是为电容C2提供泄压回路。电阻R2B是场效应管T2栅极的保护电阻。二极管VD2为总线寄生电感提供泄流回路。二极管D2起隔离作用。

第三条电流分置电路N3由电容滤波电路3、均衡电路3、开关电路3组成，电容滤波电路3由电容C3、二极管D3构成，均衡电路由电阻R3构成，开关电路由场效应管T3构成；二极管D3的阳极与电感滤波电路的输出端连接，二极管D3的阴极经过电阻R3与场效应管T3的漏极连接，场效应管T3的源极与输出总线的正极BUS1连接，场效应管T3的栅极和源极与激励电路连接。电阻R3A的作用是为电容C3提供泄压回路。电阻R3B是场效应管T3栅极的保护电阻。二极管VD3为总线寄生电感提供泄流回路。二极管D3起隔离作用。其余各条电流分置电路与上述电路的结构相同。

第五十条电流分置电路N50由电容滤波电路50、均衡电路50、开关电路50组成，电容滤波电路50由电容C50、二极管D50构成，均衡电路由电阻R50构成，开关电路由场效应管T50构成；二极管D50的阳极与电感滤波电路的输出端连接，二极管D50的阴极经过电阻R50与场效应管T50的漏极连接，场效应管T50的源极与输出总线的正极BUS1连接，场效应管T50的栅极和源极与激励电路连接。电阻R50A的作用是为电容C50提供泄压回路。电阻R50B是场效应管T50栅极的保护电阻。二极管VD50为总线寄生电感提供泄流回路。二极管D50起隔离作用。

上述各开关电路的场效应管T1可以采用VMOSFET管，也就是V型沟道场效应管。场效应管的激励电路为现有技术，故本文不再对其加以赘述。

本实用新型的工作原理是：市电经变压器隔离进入可控硅整流电路，通过调节可控硅的触发极实现输出电流的调节；可控硅的触发极调节电路为现有技术，故本文不再对其加以赘述。

可控整流后的脉动直流经电感滤波后，还需要经过电容滤波后才能向开关电路的中的场效应管供电。电感线圈L1可以承受大电流，比如200安培，而电容元件不能承受如此大的电流，本实用新型的电路的巧妙之处在于：

采用50条电流分置电路：将电感滤波电路输出的大电流200安培，分流后供给各电容滤波电路，各电容滤波电路中的电容不是简单的并联关系，而是通过二极管隔离，各电容滤波电路中的电容互不干扰，各个电容在滤波过程中只承受4安培小电流的充放电，因此，可以选用普通的电容器件，滤波后的直流电，分别供给各个开关电路，激励电路提供20-200千赫兹振荡及占空比为10％-80％的脉冲方波，推动50路开关管做开关动作；各个开关管在激励电路的作用下输出4安培左右的高频小电流脉冲，50路开关管输出直接并联后的总输出电流是单路输出的50倍。所以可以选用普通的开关管VMOSFET构成开关电路，各开关管输出的4安培左右的高频小电流脉冲在输出总线上汇合，输出总线输出200安培左右的大电流、20-200千赫兹的高频脉冲直流电，从而实现用普通元器件实现大功率的高频脉冲输出。

Claims (2)

1.一种高频大功率脉冲直流电源，包括可控整流电路、电感滤波电路、开关电路以及开关电路的激励电路，其特征在于：所述可控整流电路的输入端与变压器的次级绕组连接，变压器的初级绕组与交流电源连接，可控整流电路的输出端与电感滤波电路的输入端连接，电感滤波电路的输出端与多条并联在一起的电流分置电路连接，每条电流分置电路由电容滤波电路、均衡电路、开关电路组成，所述电容滤波电路的输出端经过均衡电路与开关电路的输入端连接，开关电路的输出端与输出总线连接。

2.如权利要求1所述的高频大功率脉冲直流电源，其特征在于：所述电容滤波电路由电容、二极管构成，所述均衡电路由电阻构成，所述开关电路由场效应管构成，其电路的连接结构为：二极管的阳极与所述电感滤波电路的输出端连接，二极管的阴极经过电阻与场效应管的漏极连接，场效应管的源极与输出总线连接，场效应管的栅极和源极与激励电路连接。