一种弧流电源制造技术

本发明专利技术公开一种弧流电源，包括一高压隔离变压器，其原边绕组连接单相交流电输入，第一副边绕组连接第一整流装置，第二副边绕组连接第二整流装置；第一整流装置连接一恒流充电装置，恒流充电装置两输出端之间并联有第一、第三电容和第一电路结构，第一电容为超级电容，第二整流装置两输出端之间并联有第二电容和第二电路结构，第一电路结构经输出回路串联第二电路结构。相较于传统电路转移电路的电弧电源，本发明专利技术电路控制更灵活，电流转移时，可以加快电流的转移，电流恢复时，可以加快电流的恢复。打坑时，能量可以转移储存到电容上，提高了打坑效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】一种弧流电源
本专利技术属于电力电子
，涉及弧流电源的电流快速转移电路。
技术介绍
如图1所示，弧流电源一般由两部分组成。一部分是高压隔离的直流电源部分，另一部分是电流转移电路部分。高压隔离的直流电源部分由可控硅，变压器，整流器和滤波电容电感组成，通过控制可控硅获得可变的电源指标。为减小直流输出纹波，变压器次级有两组绕组，一组三角形连接，另一组星形连接。两组对应绕组相差30度，从而使直流输出端获得高质量的12脉整流波形，结合由电感和电容组成的T型滤波，输出电流的纹波小于土 1%，为使电流的稳定度小于±1%，需要采集A点电流信号并考虑稳流措施。弧流电源是一种大功率直流稳流电源，它的负载呈现非线性电阻特性。它的最大输出电压为200V，最大输出电流为1000A，脉宽为5s，并具有打坑能力。所谓打坑是在GTOl开通A点电流基本稳定并流向C路的情况下，利用IGBT快开关的性质，使部分电流转移到B路。电流转移的比例(B路电流IB与A路电流IA的比)称为打坑深度，IGBT开通时间称为打坑宽度(一般为l-3ms)，然后，配合中性束其他电源的时序断开IGBT，使电流快速转移到C路，完成一次打坑。打坑深度由多个IGBT管编码与电阻大小确定，打坑精度由IGBT管的数量确定。以η只IGBT管为例设计打坑电路，正常工作时，VG1，VG2,…VGn，达到电路控制的要求，实现稳流(或稳压)控制，当电流需要转移时，电路中切入Rl，R2...，Rn其中一路或几路。现有技术缺点: 由上面的介绍可以看出，打坑时，能量通过电阻进行消耗，不节能；电阻打坑时，电阻及其连接线路都有寄生电感，电流不能快速变化、转移及恢复；IGBT关断时，线路寄生电感在IGBT的CE两极产生较大的过电压，容易损坏，必须加吸收电容，吸收电容和寄生电感相互作用，在电流跌落和恢复时容易产生振荡，不满足弧流电源的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为弧流电源提供一种全新的电流转移电路的解决方案，在一定的场合可以替代传统的电流转移和恢复电路。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种用于弧流电源的新型电流快速转移电路，能在10us内快速实现大电流的跌落和恢复，并且跌落和恢复过程中没有过冲，用于转移的电子开关(比如IGBT)在开关过程中过电压小，可靠性尚，吸收电路容易实现。本专利技术具体采用如下技术方案: 一种弧流电源，其特征在于包括: 一高压隔离变压器，其原边绕组连接单相交流电输入，第一副边绕组连接第一整流装置，第二副边绕组连接第二整流装置；第一整流装置连接一恒流充电装置，恒流充电装置两输出端之间并联有第一、第三电容和第一电路结构，第一电容为超级电容，第二整流装置两输出端之间并联有第二电容和第二电路结构，第一电路结构经输出回路串联第二电路结构，第一电路结构实现负载的稳流(或稳压)控制，第二电路结构通过为输出回路提供不同极性的串联电压来实现负载电流快速转移或恢复。第一电路结构主要由η个上管为受控开关管、下管为二极管的反串联结构并联而成，其中η>1，且η为整数，各串联点连接输出回路中的输出电感，各二极管的正极连接负载。第二电路结构由m个H桥电路结构并联组成，m多1，且m为整数，H桥电路结构的左桥臂由上管为受控开关管、下管为二极管的反串联结构组成，各串联点连接负载；右桥臂由上管为二极管、下管为受控开关管的反串联结构组成，各串联点连接输出回路中的输出电感。相较于传统电路转移电路的电弧电源，本专利技术电路控制更灵活，电流转移时，可以加快电流的转移，电流恢复时，可以加快电流的恢复。本专利技术电路通过对IGBT采用并联错相控制，等效提高开关频率，提高了电流的调节速度。打坑时，能量可以转移储存到第一电容Cl和第二电容C2上，不是消耗，提高了打坑效率。【附图说明】图1是现有弧流电源的原理图。图2是本专利技术弧流电源的原理图。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步的说明。图2为主电路拓朴图，Al、BI为单相交流电输入，Tl为高压隔离变压器，BI为恒流充电装置，第一电容Cl为超级电容，第二电容C2，第三电容C3为直流支撑电容。高压隔离变压器Tl原边绕组NI连接单相交流电输入A1、B1，第一副边绕组N2连接第一整流装置Al，第二副边绕组N3连接第二整流装置A2，Al，A2为不可控整流装置。第一整流装置Al连接恒流充电装置BI，恒流充电装置BI两输出端之间并联有第一、第三电容Cl、C3和第一电路结构Ul，第一电容Cl为超级电容，第二电容C2，第三电容C3为直流支撑电容。第二整流装置A2两输出端之间并联有第二电容C2和第二电路结构U2。第一电路结构Ul主要由η(η>1，η为整数)个上管IGBT、下管二极管的反串联结构并联，第二电路结构U2由m(m多1，m为整数)个H桥电路结构并联，VAl，VA2,…，VAn,VBl, VB2,…，VBm 和 VEl, VE2,…，VEm 分别为 IGBT 模块管，DD1，DD2,…，DDn，VC1，VC2,…，VCm和VD1，VD2，...，VDm为二极管，其中m和η的数量由弧流电流的大小决定。各IGBT管VAi和各二极管DDi (i=L...!!)的串联点分别经一电感后连接在一起并连接至输出回路中的输出电感L的一端，各二极管DDi的正极连接负载Rload的一端。H桥电路结构的左桥臂由上管IGBT管VBj、下管二极管VCj (j=L...!!!)的反串联结构组成，各串联点连接负载Rload的另一端，右桥臂由上管二极管VDj、下管IGBT管VEj的反串联结构组成，各串联点连接输出电感L的另一端。充电过程:A、B单相交流电输入，一路经高压隔离变压器Tl、第一整流装置Al、恒流充电装置BI给第一电容Cl充电，直到第一电容Cl达到设定的直流电压时，停止。另一路经高压隔离变压器Tl、第二整流装置A2后，直接接在第二电容C2上。正常工作过程:控制第一电路结构Ul实现对负载的稳流(或稳压)的要求，同时控制第二电路结构U2，可以使电流上升和下降时间更快。打坑工作过程:当需要打坑时，对第一电路结构Ul进行错相控制，等效提高了系统的开关频率，从而提高电流的调节速度，降低了恒流电感；对第二电路结构U2进行控制，VB组、VE组IGBT管同时导通或同时关断，在电压下降时，第二电路结构U2等效将一个反向电压串在输出回路中，加快电流的快速转移，电流恢复时，第二电路结构U2等效将一个正向电压串在输出回路中，从而加快电流恢复能力，协调控制第一电路结构Ul和第二电路结构U2，可实现打坑时负载的稳流(或稳压)的要求。在电流下降到和恢复到预设值之后，控制第二电路结构U2输出零电压，避免电流过冲和振荡。本电路中的所有IGBT、快速二极管、电容以及吸收电容(图中未画出)都通过BUSBAR联接，能很好的吸收开关过电压，从而大大提高了器件的可靠性；并且吸收电容对电流转移和恢复不产生影响。【主权项】1.一种弧流电源，其特征在于包括: 一高压隔离变压器，其原边绕组(NI)连接单相交流电输入，第一副边绕组(N2)连接第一整流装置(Al )，第二副边绕组(N3)连接第二整流装置(A2);第一整流装置(Al)连接一恒流充电装置(BI)，恒流充电装置(BI)两输出端之间并联有第一、第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弧流电源，其特征在于包括：一高压隔离变压器，其原边绕组（N1）连接单相交流电输入，第一副边绕组（N2）连接第一整流装置（A1），第二副边绕组（N3）连接第二整流装置（A2）；第一整流装置（A1）连接一恒流充电装置（B1），恒流充电装置（B1）两输出端之间并联有第一、第三电容（C1、C3）和第一电路结构（U1），第一电容（C1）为超级电容，第二整流装置（A2）两输出端之间并联有第二电容（C2）和第二电路结构（U2），第一电路结构（U1）经输出回路串联第二电路结构（U2），第一电路结构（U1）实现负载的稳流（或稳压）控制，第二电路结构（U2）通过为输出回路提供不同极性的串联电压来实现负载电流快速转移或恢复。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周细文，宣伟民，阳璞琼，姜飚，章辉，
申请(专利权)人：江苏同芯电气科技有限公司，周细文，
类型：发明
国别省市：江苏;32