本技術(shù)涉及一種多通道模組式直流電源結(jié)構(gòu)，屬于電力電子產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、目前，常用直流電源大多數(shù)是采用兩種結(jié)構(gòu)。一種是通過可控硅對工頻輸入電源進(jìn)行調(diào)壓，控制周期為50hz，然后經(jīng)過工頻變壓器對50hz的輸入進(jìn)行變流和變壓之后，再經(jīng)過二極管整流為直流后輸出。另一種是通過可控硅調(diào)壓整流后再通過igbt模塊(insulatedgate?bipolar?transistor，簡稱igbt,絕緣柵雙極型晶體管)中頻逆變，然后通過中頻變壓器變流后再整流輸出。這兩種結(jié)構(gòu)的問題都是采用獨立的可控硅調(diào)壓電路，無法共用直流母線供電，而可控硅調(diào)壓方式功率因數(shù)低，產(chǎn)生的諧波大，對電網(wǎng)質(zhì)量影響特別大，同時控制精度也比較低，輸出受電網(wǎng)波動影響特別大。采用工頻變壓器的，變壓器體積大、重量很重，效率比較低，大多數(shù)產(chǎn)品采用模擬式調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)精度低。因此，亟需一種可以共用直流母線供電，且功率因數(shù)高、可靠性好、調(diào)節(jié)響應(yīng)速度快且精度高的直流電源結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的直流電源結(jié)構(gòu)都是采用獨立的可控硅調(diào)壓電路，無法共用直流母線供電，而可控硅調(diào)壓方式功率因數(shù)低，產(chǎn)生的諧波大，對電網(wǎng)質(zhì)量影響特別大，同時控制精度也比較低，輸出受電網(wǎng)波動影響特別大。采用工頻變壓器的，變壓器體積大、重量很重，效率比較低，大多數(shù)產(chǎn)品采用模擬式調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)精度低的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種多通道模組式直流電源結(jié)構(gòu)，使得直流電源結(jié)構(gòu)可以共用直流母線供電，同時功率因數(shù)高，調(diào)節(jié)精度高，且不受電網(wǎng)波動影響輸出的穩(wěn)定性，控制精度高，可靠性高。

3、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本申請通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

4、一種多通道模組式直流電源結(jié)構(gòu)，包括安裝框架、直流母線供電模組及直流輸出模組，所述直流母線供電模組可拆卸設(shè)置在所述安裝框架內(nèi)，所述直流輸出模組可拆卸設(shè)置有多個并分設(shè)在安裝框架內(nèi)，且直流輸出模組均與直流母線供電模組電連接。

5、優(yōu)選的，所述直流母線供電模組包括三相電源、斷路器k1、三相整流橋bd1、吸收電容c4、逆變?yōu)V波電容組gca2及直流母線輸出端子tm1；

6、所述三相電源的輸出端經(jīng)過所述斷路器k1與所述三相整流橋bd1的整流信號輸入端電連接，所述三相整流橋bd1的輸出端依次電連接所述吸收電容c4、逆變?yōu)V波電容組gca2以及直流母線輸出端子tm1，所述吸收電容c4、逆變?yōu)V波電容組gca2之間串聯(lián)有充電緩沖電路。

7、進(jìn)一步的，所述充電緩沖電路包括緩沖接觸器kp2、緩沖電阻r1及自恢復(fù)保險絲sf1，所述緩沖電阻r1及自恢復(fù)保險絲sf1并聯(lián)在所述緩沖接觸器kp2上，緩沖接觸器kp2一端與所述吸收電容c4電連接，另一端通過濾波電感ind1與逆變?yōu)V波電容組電連接。

8、優(yōu)選的，所述直流輸出模組包括直流輸入端子tm2、逆變igbt高頻吸收電容c1、逆變igbt高頻吸收電容c2、全橋逆變電路、隔直整流輸出模組及直流輸出端子tm3；

9、所述直流輸入端子tm2輸入端與所述直流母線供電模組輸出端電連接，直流輸入端子tm2輸出端依次電連接所述逆變igbt高頻吸收電容c1、逆變igbt高頻吸收電容c2及全橋逆變電路輸入端實現(xiàn)中頻交流轉(zhuǎn)換輸出，所述全橋逆變電路輸出端與所述隔直整流輸出模組輸入端電連接以將中頻交流轉(zhuǎn)化為直流電流輸出，隔直整流輸出模組輸出端電連接所述直流輸出端子tm3。

10、進(jìn)一步的，所述全橋逆變電路包括四個絕緣柵雙極型晶體管igbt1-igbt4，所述絕緣柵雙極型晶體管igbt1及igbt2串聯(lián)成的第一線路與所述絕緣柵雙極型晶體管igbt3及igbt4串聯(lián)成的第二線路并聯(lián)。

11、進(jìn)一步的，所述隔直整流輸出模組包括隔直電容阻cap1、中頻隔離變壓器tr1、中頻整流橋bg2、輸出平波電抗ind2、大容量輸出電容器cap3及電流檢測分流器fl1；

12、所述隔直電容阻cap1電連接在所述全橋逆變電路的輸出端和所述中頻隔離變壓器tr1的輸入端之間，以隔離直流成分；中頻隔離變壓器tr1的輸出端電連接所述中頻整流橋bg2，將變壓器輸出的中頻電流整流為直流電流；中頻整流橋bg2的其中一個輸出端依次電連接所述輸出平波電抗ind2和大容量輸出電容器cap3；所述電流檢測分流器fl1與中頻隔離變壓器tr1的輸出端并聯(lián)，用于檢測經(jīng)過中頻整流橋bg2整流后的輸出直流電流。

13、優(yōu)選的，所述直流母線供電模組及直流輸出模組均采用獨立的抽屜式機(jī)箱。

14、優(yōu)選的，所述安裝框架上設(shè)置有多個與所述直流母線供電模組及直流輸出模組對應(yīng)的風(fēng)冷機(jī)構(gòu)。

15、本實用新型提供的一種多通道模組式直流電源結(jié)構(gòu)，存在以下優(yōu)點：

16、1.本實用新型使用時，具備多個獨立通道的直流輸出模組結(jié)構(gòu)，每個模組可獨立控制輸出，多個模組的直流輸入端連接到共同的直流母線供電模組，由直流母線供電模組提供主回路供電，直流母線供電模組和直流輸出模組分別采用獨立的抽屜式機(jī)箱，方便增加通道數(shù)和維修更換。

17、2.本實用新型使用時，工頻輸入電源通過二極管直接全橋整流成直流，功率因數(shù)高，再經(jīng)過igbt模塊中頻逆變，并采用占空比調(diào)節(jié)逆變輸出脈寬方式調(diào)試輸出電壓，調(diào)節(jié)精度高，且不受電網(wǎng)波動影響輸出的穩(wěn)定性，采用中頻隔離變壓器輸出，輸出與輸入隔離電壓可達(dá)5000v以上，保證輸出回路的安全。采用數(shù)字式dsp+cpld結(jié)合的控制方式，控制精度高，可靠性高。

18、3.本實用新型使用時，采用公共的直流母線供電模組，可以給多個直流輸出模組供電，大大減小直流輸入模組的體積，減少元器件數(shù)量和線路復(fù)雜性，降低設(shè)備的成本。直流母線供電模組采用二極管全橋整流，不使用可控硅調(diào)壓，功率因數(shù)高，可靠性好。

19、4.本實用新型的多通道模組式直流電源結(jié)構(gòu)，可以同時接多個發(fā)熱電阻，獨立控制多個區(qū)域的加熱功率和加熱溫度；也可以將同一個發(fā)熱體電阻分多個區(qū)域，分別連接多個直流輸出模組，也可以實現(xiàn)對同一個發(fā)熱體電阻的不同區(qū)域進(jìn)行獨立控制加熱功率和溫度；還可以多個直流輸出模組輸出直接并聯(lián)，對同一個發(fā)熱體電阻進(jìn)行加熱，可以應(yīng)用于有多溫區(qū)控制要求的電阻加熱爐場合，包括單晶硅晶體生長電阻爐、低溫晶體生長電阻爐、多溫區(qū)控制的熱處理應(yīng)用場合等等。

技術(shù)特征：

1.一種多通道模組式直流電源結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括安裝框架(1)、直流母線供電模組(2)及直流輸出模組(3)，所述直流母線供電模組(2)可拆卸設(shè)置在所述安裝框架(1)內(nèi)，所述直流輸出模組(3)可拆卸設(shè)置有多個并分設(shè)在安裝框架(1)內(nèi)，且直流輸出模組(3)均與直流母線供電模組(2)電連接。

2.如權(quán)利要求1所述的一種多通道模組式直流電源結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述直流母線供電模組(2)包括三相電源、斷路器k1、三相整流橋bd1、吸收電容c4、逆變?yōu)V波電容組gca2及直流母線輸出端子tm1；

3.如權(quán)利要求2所述的一種多通道模組式直流電源結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述充電緩沖電路(20)包括緩沖接觸器kp2、緩沖電阻r1及自恢復(fù)保險絲sf1，所述緩沖電阻r1及自恢復(fù)保險絲sf1并聯(lián)在所述緩沖接觸器kp2上，緩沖接觸器kp2一端與所述吸收電容c4電連接，另一端通過濾波電感ind1與逆變?yōu)V波電容組電連接。

4.如權(quán)利要求1所述的一種多通道模組式直流電源結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述直流輸出模組(3)包括直流輸入端子tm2、逆變igbt高頻吸收電容c1、逆變igbt高頻吸收電容c2、全橋逆變電路(30)、隔直整流輸出模組(31)及直流輸出端子tm3；

5.如權(quán)利要求4所述的一種多通道模組式直流電源結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述全橋逆變電路(30)包括四個絕緣柵雙極型晶體管igbt1-igbt4，所述絕緣柵雙極型晶體管igbt1及igbt2串聯(lián)成的第一線路與所述絕緣柵雙極型晶體管igbt3及igbt4串聯(lián)成的第二線路并聯(lián)。

6.如權(quán)利要求4所述的一種多通道模組式直流電源結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔直整流輸出模組(31)包括隔直電容阻cap1、中頻隔離變壓器tr1、中頻整流橋bg2、輸出平波電抗ind2、大容量輸出電容器cap3及電流檢測分流器fl1；所述隔直電容阻cap1電連接在所述全橋逆變電路(30)的輸出端和所述中頻隔離變壓器tr1的輸入端之間，以隔離直流成分；中頻隔離變壓器tr1的輸出端電連接所述中頻整流橋bg2，將變壓器輸出的中頻電流整流為直流電流；中頻整流橋bg2的其中一個輸出端依次電連接所述輸出平波電抗ind2和大容量輸出電容器cap3；所述電流檢測分流器fl1與中頻隔離變壓器tr1的輸出端并聯(lián)，用于檢測經(jīng)過中頻整流橋bg2整流后的輸出直流電流。

7.如權(quán)利要求1所述的一種多通道模組式直流電源結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述直流母線供電模組(2)及直流輸出模組(3)均采用獨立的抽屜式機(jī)箱。

8.如權(quán)利要求1所述的一種多通道模組式直流電源結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述安裝框架(1)上設(shè)置有多個與所述直流母線供電模組(2)及直流輸出模組(3)對應(yīng)的風(fēng)冷機(jī)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種多通道模組式直流電源結(jié)構(gòu)，包括多個直流輸出模組及可對多個直流輸出模組實現(xiàn)同步供電的直流母線供電模組。直流輸出模組包括直流輸入端子TM2、逆變IGBT高頻吸收電容C1、C2、全橋逆變電路、隔直整流輸出模組及直流輸出端子TM3；直流輸入端子TM2輸入端與直流母線供電模組輸出端電連接，直流輸入端子TM2輸出端依次電連接逆變IGBT高頻吸收電容C1、C2及全橋逆變電路輸入端，全橋逆變電路輸出端與隔直整流輸出模組輸入端電連接將中頻交流轉(zhuǎn)化為直流電流輸出，隔直整流輸出模組輸出端電連接直流輸出端子TM3。本技術(shù)可以共用直流母線供電，同時功率因數(shù)高，調(diào)節(jié)精度高，且不受電網(wǎng)波動影響輸出的穩(wěn)定性，控制精度高，可靠性高。

技術(shù)研發(fā)人員：李南坤,黃德華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：巴瑪克電氣設(shè)備（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240506
技術(shù)公布日：2024/12/23