一種大功率高壓脈沖產(chǎn)生電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電除塵器用高壓電源的控制電路，具體涉及一種電路結(jié)構(gòu)簡單，高壓脈沖功率大，脈沖幅度、頻率皆靈活可調(diào)的大功率高壓脈沖產(chǎn)生電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近來中國大部分地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重的霧霾天氣，嚴(yán)重影響了人們的生產(chǎn)生活，大部分粉塵來源于火力發(fā)電、鋼鐵，水泥、化工等行業(yè)。粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)從100mg/m3、50mg/m3到30mg/m3，預(yù)期以后還會推行20mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。目前市場主要的粉塵治理設(shè)備為靜電除塵器，意味著大部分現(xiàn)有的電除塵器面臨二次改造的處境。而電除塵器供電電源作為電除塵器的關(guān)鍵部件，對除塵器的除塵效率起決定性作用。靜電除塵器的除塵效率取決于粉塵的荷電率和荷電粉塵的驅(qū)進(jìn)速度，而荷電率與電場電壓的峰值以及粉塵的粒徑成正比，傳統(tǒng)的高壓直流電源受功率及電場閃絡(luò)的限制，電除塵器的電場電壓的峰值不能滿足PM5.0以下粉塵除塵要求。同時隨著沉積在收塵極上高比電阻粉塵表面堆積的電量增加，表面會產(chǎn)生逆電離現(xiàn)象(反電暈)，導(dǎo)致除塵性能的顯著低下和惡化。為此，公布號為103350031A的中國專利公開了電除塵器用脈沖電源，其由儲能電容、脈沖變壓器、高壓耦合電容和電場等效電容構(gòu)成一個LC諧振回路，IGBT電子開關(guān)控制回路的導(dǎo)通產(chǎn)生電壓脈沖，但其受IGBT開關(guān)容量的限制，產(chǎn)生脈沖電壓的能量有限，影響了其適用范圍，且儲能電容充電電源為可控硅調(diào)壓直流電源，調(diào)整單脈沖能量和脈沖頻率不靈活；另外，電路中需設(shè)置限流電感和IGBT保護(hù)電路，增加了電路復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單，高壓脈沖功率大，脈沖幅度、頻率皆靈活可調(diào)的大功率高壓脈沖產(chǎn)生電路。
[0004]本發(fā)明實現(xiàn)上述技術(shù)效果所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種大功率高壓脈沖產(chǎn)生電路，包括高頻直流充電電路以及與高頻直流充電電路連接的高壓脈沖產(chǎn)生電路，高壓脈沖電路包括一脈沖變壓器、兩個儲能電容和兩個IGBT電子開關(guān)，其中，所述脈沖變壓器一次側(cè)的兩端各自經(jīng)儲能電容分別連接高頻直流充電電路正負(fù)輸出端，且各自經(jīng)一 IGBT電子開關(guān)相連接并與脈沖變壓器一次側(cè)的中間抽頭共同接地，脈沖變壓器二次側(cè)一端接地，另一端輸出到容性負(fù)載上。
[0006]上述的一種大功率高壓脈沖產(chǎn)生電路，所述脈沖變壓器一次側(cè)的兩端連接的儲能電容分別與脈沖變壓器相連線圈漏感以及容性負(fù)載上的等效電容構(gòu)成兩串聯(lián)的LC諧振環(huán)。
[0007]上述的一種大功率高壓脈沖產(chǎn)生電路，所述高頻直流充電電路由依次連接的整流濾波電路、高頻逆變升壓電路和高頻整流電路組成，所述脈沖變壓器一次側(cè)的兩端連接的儲能電容分別連接到所述高頻整流電路的正負(fù)輸出端。
[0008]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的高壓脈沖產(chǎn)生電路采用兩個IGBT電子開關(guān)無觸點控制LC諧振環(huán)串聯(lián)構(gòu)成，產(chǎn)生的高壓脈沖功率大，通過改變IGBT電子開關(guān)的導(dǎo)通頻率可以調(diào)整高壓脈沖的頻率；儲能電容的充電采用高頻直流充電，省去了限流電感和電子開關(guān)的保護(hù)電路，簡化了電路結(jié)構(gòu)，用PFM方式控制高頻逆變升壓電路以調(diào)節(jié)儲能電容的充電電壓，可靈活控制高壓脈沖幅度，以滿足不同的要求，因此該電路產(chǎn)生的高壓脈沖幅度、頻率皆靈活可調(diào)，適用范圍廣；另外，儲能電容能對容性負(fù)載進(jìn)行脈沖加壓后剩余的能量進(jìn)行回收，環(huán)保節(jié)能。作為電除塵器電源時，本發(fā)明產(chǎn)生的高壓脈沖可經(jīng)耦合電路在原電除塵器直流基礎(chǔ)電壓上疊加穩(wěn)定上沖下落急峻的脈沖高壓，提高二次電壓峰值，增加超細(xì)粉塵的荷電率，且在電場中不易產(chǎn)生閃絡(luò)，還可以有效抑制逆電離現(xiàn)象，提高除塵效率，減少PM2.5排放；
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的電路原理圖。
[0010]圖中:1-高頻直流充電電路、2-高壓脈沖電路、3-直流基礎(chǔ)電壓、4-三相交流電源、5-除塵器電場、11-整流濾波電路、12-高頻逆變升壓電路、13-高頻整流電路。
【具體實施方式】
[0011]為使對本發(fā)明作進(jìn)一步的了解，下面參照說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0012]如圖1所示，一種大功率高壓脈沖產(chǎn)生電路，包括高頻直流充電電路I和高壓脈沖產(chǎn)生電路2，高頻直流充電電路I輸入端通過開關(guān)QS接入三相交流電源4，輸出端與高壓脈沖產(chǎn)生電路2的輸入端連接。高頻直流充電電路I由依次連接的整流濾波電路11、高頻逆變升壓電路12和高頻整流電路13組成。高壓脈沖產(chǎn)生電路2包括一脈沖變壓器T、兩儲能電容和兩個IGBT電子開關(guān)，兩個IGBT電子開關(guān)分別為IGBT電子開關(guān)K5和IGBT電子開關(guān)K6，脈沖變壓器T 二次側(cè)一端與容性負(fù)載相接，脈沖變壓器T 二次側(cè)另一端接地。其中，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，高壓脈沖電路2由IGBT電子開關(guān)K5和IGBT電子開關(guān)K6無觸點控制的LC諧振環(huán)串聯(lián)構(gòu)成，脈沖變壓器T 一次側(cè)的兩端各自經(jīng)儲能電容分別連接高頻直流充電電路正負(fù)輸出端，且各自經(jīng)一相應(yīng)的IGBT電子開關(guān)相連接并與脈沖變壓器T 一次側(cè)的中間抽頭共同接地。具體的，上述結(jié)構(gòu)為:脈沖變壓器T 一次側(cè)一端經(jīng)儲能電容C3 —方面連接高頻直流充電電路I的正輸出端，另一方面經(jīng)IGBT電子開關(guān)K5與脈沖變壓器T 一次側(cè)的中間抽頭相連并接地；同時，脈沖變壓器T 一次側(cè)另一端經(jīng)儲能電容C4 一方面連接高頻直流充電電路I的負(fù)輸出端，另一方面經(jīng)IGBT電子開關(guān)K6與脈沖變壓器T 一次側(cè)的中間抽頭相連并接地。高頻逆變升壓電路12包括一高頻變壓器TA和IGBT全橋逆變電路，該IGBT全橋逆變電路和高頻變壓器TA的一次側(cè)之間串聯(lián)有一電容C2。
[0013]具體地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，脈沖變壓器T 一次側(cè)一端的儲能電容C3、脈沖變壓器T相連線圈漏感和容性負(fù)載的等效電容C5構(gòu)成一個LC諧振環(huán)；脈沖變壓器T 一次側(cè)另一端的儲能電容C4、脈沖變壓器T相連線圈漏感、容性負(fù)載的等效電容C5構(gòu)成另一個LC諧振環(huán)，IGBT電子開關(guān)K5和IGBT電子開關(guān)K6同時控制各自LC諧振環(huán)的通斷。IGBT電子開關(guān)K5和IGBT電子開關(guān)K6斷開時，高頻直流充電電路I給儲能電容C3和儲能電容C4經(jīng)脈沖變壓器T串聯(lián)充電；IGBT電子開關(guān)K5和IGBT電子開關(guān)K6導(dǎo)通時，儲能電容C3和儲能電容C4各自經(jīng)脈沖變壓器T 一次側(cè)相連線圈諧振放電，通過脈沖變壓器T升壓對容性負(fù)載進(jìn)行加壓充電，施加高壓脈沖，經(jīng)半個諧振周期后諧振電流到零，關(guān)斷IGBT電子開關(guān)K5和IGBT電子開關(guān)K6。諧振電流反向后IGBT電子開關(guān)K5和IGBT電子開關(guān)K6內(nèi)反并聯(lián)的二極管導(dǎo)通，將容性負(fù)載上高壓脈沖剩余能量回收到儲能電容C3和儲能電容C4，環(huán)保節(jié)能。三相交流電源4經(jīng)開關(guān)QS送入整流濾波電路11中進(jìn)行AC/DC轉(zhuǎn)換，經(jīng)高頻逆變升壓電路12進(jìn)行DC/AC轉(zhuǎn)換成高頻交流并升壓，再經(jīng)高頻整流電路13變?yōu)橹绷鳛閮δ茈娙軨3和儲能電容C4充電，高頻逆變升壓電路12采用高頻LC串聯(lián)諧振式全橋變換器，利用高頻變壓器TA的原邊漏感作諧振電感。在除塵器電場5的直流基礎(chǔ)電壓3上疊加穩(wěn)定上沖下落急峻的脈沖高壓，提高二次電壓峰值。
[0014]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)，本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【主權(quán)項】
1.一種大功率高壓脈沖產(chǎn)生電路，包括高頻直流充電電路以及與高頻直流充電電路連接的高壓脈沖電路，高壓脈沖電路包括一脈沖變壓器、兩儲能電容和兩個IGBT電子開關(guān)，其特征在于，所述脈沖變壓器一次側(cè)的兩端各自經(jīng)儲能電容分別連接高頻直流充電電路正負(fù)輸出端，且各自經(jīng)一 IGBT電子開關(guān)相連接并與脈沖變壓器一次側(cè)的中間抽頭共同接地，脈沖變壓器二次側(cè)一端輸出高壓至容性負(fù)載，脈沖變壓器二次側(cè)另一端接地。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率高壓脈沖產(chǎn)生電路，其特征在于，所述脈沖變壓器一次側(cè)的兩端連接的儲能電容分別與脈沖變壓器相連線圈漏感以及容性負(fù)載上的等效電容構(gòu)成兩串聯(lián)的LC諧振環(huán)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率高壓脈沖產(chǎn)生電路，其特征在于，所述高頻直流充電電路由依次連接的整流濾波電路、高頻逆變升壓電路和高頻整流電路組成，所述脈沖變壓器一次側(cè)的兩端連接的儲能電容分別連接到所述高頻整流電路的正負(fù)輸出端。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大功率高壓脈沖產(chǎn)生電路，包括高頻直流充電電路和高壓脈沖電路，高頻直流充電電路由依次連接的整流濾波電路、高頻逆變升壓電路和高頻整流電路組成，高壓脈沖電路包括一脈沖變壓器和兩個IGBT電子開關(guān)，脈沖變壓器一次側(cè)兩端各自經(jīng)儲能電容分別連接高頻直流充電電路正負(fù)輸出端，且各自經(jīng)一IGBT電子開關(guān)相連接并與脈沖變壓器一次側(cè)的中間抽頭共同接地。兩儲能電容分別與脈沖變壓器相連線圈漏感以及容性負(fù)載上的等效電容構(gòu)成兩串聯(lián)的LC諧振環(huán)。本發(fā)明高壓脈沖功率大，脈沖幅度、頻率皆靈活可調(diào)，儲能電容采用高頻直流充電，省去了限流電感和電子開關(guān)的保護(hù)電路，簡化了電路，適用范圍廣。
【IPC分類】B03C3/68
【公開號】CN105080723
【申請?zhí)枴緾N201410190729
【發(fā)明人】張之平, 周承鳴, 蔣慶龍, 王人金, 陳佳, 莊向東, 喻衛(wèi)萍, 周照極
【申請人】浙江佳環(huán)電子有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月7日