高频升压电源的脉宽和容抗联合调压电路制造技术

一种高频升压电源的脉宽和容抗联合调压电路，涉及到一种高频升压电路，包括控制电路和功率升压电路，在控制电路中有脉冲宽度调节电路，在升压变压器的初级线圈回路中有容抗切换电路，容抗切换电路由切换开关和调容容抗器构成；在功率升压电路中，第一功率开关管和第二功率开关管构成功率输出对管，第一功率开关管和第二功率开关管受开关信号控制交替导通，第一功率开关管的源极与第二功率开关管的漏极连接后构成功率输出对管的中点，功率输出对管的中点通过容抗切换电路连接到升压变压器初级线圈的尾端。本发明专利技术的实现高频升压电源的输出高电压幅度可调，使电集尘器装置或等离子体设备处于最佳的运行工况中，实现节省电能。

【技术实现步骤摘要】
高频升压电源的脉宽和容抗联合调压电路
本专利技术涉及到一种电子电路，特别涉及到一种高频升压电路。
技术介绍
高频开关电源由于去掉了工频变压器而具有高效率和小型化的特点，在工业生产、环保和现代通信领域得到广泛应用。在电站锅炉的烟气净化系统中或易产生粉尘的生产车间中，需使用电集尘器来除尘，在电集尘器装置中，需上高频升压电源产生静电。当前，等离子技术已得到广泛的应用，工业上应用于等离子点火、等离子体煤气化、等离子热解水制氢、工业有害物质处置、医疗垃圾处置、生活垃圾无害化及能源化处置。用等离子体处置工业有害物质、医疗垃圾、生活垃圾的方式与一般的焚烧方式大不一样，等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，放电作用使得工作气分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，等离子体火炬的中心温度可高达摄氏5万度以上，火炬边缘温度也可达到3千度以上，被处理的工业有害物质、医疗垃圾、垃圾废物受到高温高压的等离子体冲击时，其分子、原子将会重新组合而生成新的物质，从而使有害物质变为无害物质。利用等离子体喷枪把水蒸汽气化剂加热分解后再喷入生活垃圾气化炉内或煤气化炉内与焦炭进行化学反应，所发生的反应是放热反应，可以为气化炉提供原料烘干和热解所需的热量，从而使气化炉不需输入空气或氧气，生产的合成气中氢气的分数比例高，废气的含量低，可作为生产甲醇的原料气利用。用等离子体喷枪加热分解水蒸汽做气化剂来气化煤或垃圾将成为今后的首选，在常压条件下，温度在2000K时水分子几乎不分解，2500K时有25%的水发生分解，3400～3500K时氢气和氧气的摩尔分数达到最大，分别为18%和6%，当温度达到4200K时，水分子将全部分解为氢气、氢、氧气、氧和氢氧原子团，一般的加热方式难以达到这么高的温度，而使用等离子体喷枪则很容易做到。一般等离子体喷枪的电弧作用在喷枪之外，而用于分解水蒸汽的等离子体喷枪与一般等离子体喷枪不同，为了实现把水分子分解为氢和氧，提高水分子的分解率，用于分解水蒸汽的等离子体喷枪其电弧作用在喷枪的内部，并且是多级电弧串联，高温等离子体电弧的能量集中作用在喷枪内的水分子上，使水分子很容易分解，分解效率高。这类等离子体喷枪需要高压电源进行引弧，使喷枪内产生等离子体电弧。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高频升压电源的脉宽和容抗联合调压电路，用于电集尘器装置和等离子体引弧的高频升压电源装置中，实现高频升压电源的输出高电压幅度可调，以满足不同工况的电压要求，使高频升压电源装置效率高和工作可靠。本专利技术的一种高频升压电源的脉宽和容抗联合调压电路，包括控制电路和功率升压电路,功率升压电路由功率开关管和升压变压器构成，其特征是在控制电路中有脉宽调节变阻器RP和脉宽电容器C6构成的脉冲宽度调节电路，在升压变压器的初级线圈回路中有容抗切换电路，容抗切换电路由切换开关和调容容抗器C8～10构成，调容容抗器C8～10为一只以上的无极性电容器；在功率升压电路中，第一功率开关管VT5和第二功率开关管VT10构成功率输出对管，第一功率开关管VT5和第二功率开关管VT10受开关信号控制交替导通，第一功率开关管VT5的源极与第二功率开关管VT10的漏极连接后构成功率输出对管的中点，功率输出对管的中点通过容抗切换电路连接到升压变压器初级线圈的尾端。本专利技术中，切换开关为多个单极开关或波段转换开关，当切换开关为多个单极开关时，各个单极开关各与一只无极性电容器串联后连接在升压变压器初级线圈的尾端与功率输出对管的中点之间；当切换开关为波段转换开关时，波段转换开关KB为单刀多位开关，波段转换开关KB的刀极连接到功率输出对管的中点，波段转换开关KB上的各个位极各通过一只无极性电容器连接到升压变压器初级线圈的尾端；在功率输出对管的中点与升压变压器T2的初级线圈之间有固定容抗器C7，固定容抗器C7为一只无极性电容器；在电路中有直流供电线路1、第一分压电容器C1和第二分压电容器C2，直流供电线路1连接到第一分压电容器C1的正极，第一分压电容器C1的负极连接到第二分压电容器C2的正极后再连接到升压变压器初级线圈的头端，第二分压电容器C2的负极连接到地线；控制电路中有振荡门IC1、反相门IC2、延迟门IC3、第一控制门IC4、隔离二极管和第二控制门IC5，振荡门IC1产生的振荡周期前半周信号通过反相门IC2和延迟门IC3输送到第一控制门IC4的输入端，第一控制门IC4的输出端构成前半周开关信号输出端；振荡门IC1产生的振荡周期后半周信号通过隔离二极管输送到第二控制门IC5的输入端，第二控制门IC5的输出端构成后半周开关信号输出端；脉冲宽度调节电路设置在振荡门IC1的输出端与延迟门IC3的输入端之间；在控制电路和功率升压电路之间有隔离变压器T1和驱动电路，隔离变压器T1由输入线圈L1、第一输出线圈L2和第二输出线圈L3构成，输入线圈L1连接到控制电路的开关信号输出端，第一输出线圈L2构成前半周开关信号输出接口，第二输出线圈L3构成后半周开关信号输出接口；驱动电路包括第一驱动电路和第二驱动电路，第一驱动电路和第二驱动电路互相隔离，其中，第一驱动电路的输入端连接到隔离变压器T1的第一输出线圈L2，第一驱动电路的输出端连接到第一功率开关管VT5的栅极，第二驱动电路的输入端连接到隔离变压器T1的第二输出线圈L3，第二驱动电路的输出端连接到第二功率开关管VT10的栅极。本专利技术在电集尘器装置和等离子体引弧的高频升压电源中应用，所述高频升压电源工作频率为10-100KHz，是一种高频开关电源。高频开关电源具有高效率和小型化的特点。高频升压电源主要由电源输入电路、控制电路、驱动电路和功率输出电路组成，其中，控制电路由振荡门产生矩形脉冲波开关信号，为了获取使第一功率开关管VT5和第二功率开关管VT10交替导通的开关信号，在控制电路中，利用反相门与第一控制门构成的二级电路来获取振荡周期的前半周信号，用来驱动第一功率开关管VT5，利用第二控制门的一级电路来获取振荡周期的后半周信号，用来驱动第二功率开关管VT10，第一控制门和第二控制门交替输出开关信号，从而使第一功率开关管VT5和第二功率开关管VT10交替导通，使得升压变压器的初级低压线圈中流过高频交变电流，次级高压线圈便感应产生数万至数十万伏的高频电压。为了避免第一功率开关管VT5和第二功率开关管VT10共态导通而造成损坏，控制电路中具有死区控制时间电路，所述死区控制时间略大于功率开关管的存储时间。为了避免功率开关管过流损坏，当流过功率开关管的电流达到给定值时，取样电压反馈到控制电路中，使振荡门停止振荡并使第一控制门和第二控制门停止输出开关信号，使第一功率开关管VT5和第二功率开关管VT10截止，实现逐周过流保护。控制电路采用门电路为主控元件，门电路为数字化的集成电路，非常适合矩形脉冲波的形成和控制，其产生的开关信号用来驱动功率开关管也非常匹配，CMOS数字集成电路还是一种微功耗元件，具有电源电压工作范围宽、抗干扰能力强、输入阻抗高、电路接口简单、工作可靠和使用寿命长的特点，因此，使得高频升压电源具有结构简单、工作可靠、效率高和工作稳定的特点。本专利技术在升压变压器的初级线圈回路中串联电容器，可以在不改变升压变压器线圈变压比的情况下，来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频升压电源的脉宽和容抗联合调压电路，包括控制电路和功率升压电路，功率升压电路由功率开关管和升压变压器构成，其特征是在控制电路中有脉宽调节变阻器（RP）和脉宽电容器（C6）构成的脉冲宽度调节电路，在升压变压器的初级线圈回路中有容抗切换电路，容抗切换电路由切换开关和调容容抗器（C8～10）构成，调容容抗器（C8～10）为一只以上的无极性电容器；在功率升压电路中，第一功率开关管（VT5）和第二功率开关管（VT10）构成功率输出对管，第一功率开关管（VT5）和第二功率开关管（VT10）受开关信号控制交替导通，第一功率开关管（VT5）的源极与第二功率开关管（VT10）的漏极连接后构成功率输出对管的中点，功率输出对管的中点通过容抗切换电路连接到升压变压器初级线圈的尾端。

【技术特征摘要】
1.一种高频升压电源的脉宽和容抗联合调压电路，包括控制电路和功率升压电路，功率升压电路由功率开关管和升压变压器构成，其特征是在控制电路中有脉宽调节变阻器（RP）和脉宽电容器（C6）构成的脉冲宽度调节电路，在升压变压器的初级线圈回路中有容抗切换电路，容抗切换电路由切换开关和调容容抗器（C8～10）构成，调容容抗器（C8～10）为一只以上的无极性电容器；控制电路中有振荡门（IC1）、反相门（IC2）、延迟门（IC3）、第一控制门（IC4）、隔离二极管和第二控制门（IC5），振荡门（IC1）产生的振荡周期前半周信号通过反相门（IC2）和延迟门（IC3）输送到第一控制门（IC4）的输入端，第一控制门（IC4）的输出端构成前半周开关信号输出端；振荡门（IC1）产生的振荡周期后半周信号通过隔离二极管输送到第二控制门（IC5）的输入端，第二控制门（IC5）的输出端构成后半周开关信号输出端；脉冲宽度调节电路设置在振荡门（IC1）的输出端与延迟门（IC3）的输入端之间；在功率升压电路中，第一功率开关管（VT5）和第二功率开关管（VT10）构成功率输出对管，第一功率开关管（VT5）和第二功率开关管（VT10）受开关信号控制交替导通，第一功率开关管（VT5）的源极与第二功率开关管（VT10）的漏极连接后构成功率输出对管的中点，功率输出对管的中点通过容抗切换电路连接到升压变压器初级线圈的尾端。2.根据权利要求1所述的一种高频升压电源的脉宽和容抗联合调压电路，其特征是切换开关为多个单极开关或波段转换开关，当切换开关为多个单极开关时，各个单极开关各与一只无极性电容器串联后连接在升压变压器初级线圈的尾端与功率输出对管的中点之间；当切换...

【专利技术属性】
技术研发人员：周开根，
申请(专利权)人：衢州昀睿工业设计有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33