一种等离子体点火器用双频激励电源制造技术

本发明专利技术公开了一种等离子体点火器用双频激励电源，包括：控制模块控制高频交流电压模块产生近正弦波电压、脉冲电压模块产生与近正弦波电压的正峰值或负峰值同步的脉冲电压，近正弦波电压与脉冲电压叠加后加载至等离子体点火器上，从而通过在的等离子体点火器中产生一个电场扰动，改变等离子体点火器的放电起始位置，同时增加等离子体点火器内部产生更多的活性粒子，提高航空发动机某些特定极限工况下的点火能量注入，减小因大能量注入产生的电极烧蚀问题，适应不同程度的外界工况变化。控制模块还通过控制脉冲电压的频率，控制等离子体点火器激发强度，以适应不同程度的外界工况变化，使等离子体点火器电源装置工作在满足要求的最低能量运行状态。的最低能量运行状态。的最低能量运行状态。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体点火器用双频激励电源


[0001]本专利技术涉及航空发动机等离子体点火和助燃
，具体涉及一种等离子体点火器用双频激励电源。

技术介绍

[0002]等离子体点火是通过高压放电激发出大量活性粒子，并通过高温高速等离子体射流方式喷入燃料和空气混合区域，凭借火舌穿透能力强和大量活性粒子产生的化学反应，可以有效的强化燃烧室内的点火能力。目前，等离子体点火技术在动力领域应用研究非常广泛，可用于内燃机、航空发动机、脉冲爆震发动机、超燃冲压发动机等点火，是一个新型点火技术。针对不同种类的点火器结构，等离子体激励方式也存在多种类型，例如采用形式有直流、交流、脉冲等各种放电激励形式的单一电源激励形式，但是当外界工况发生快速剧烈变化时，单一电源形式激励的点火方式可能会存在适应能力变差的情况。同时由于采用直流放电的电弧方式主要是通过热效应，为燃料裂解提供高热量，但这种放电形式会使得点火器产生严重的烧蚀现象，影响点火器的寿命。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的当外界工况发生快速剧烈变化时，单一电源形式激励的点火方式可能会存在适应能力变差缺陷，从而提供一种等离子体点火器用双频激励电源。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]本专利技术实施例提供一种等离子体点火器用双频激励电源，包括：高频交流电压模块、控制模块及脉冲电压模块，其中，高频交流电压模块，其第一高压输出端与线筒型等离子体点火器的线电极连接，其第二高压输出端与线筒型等离子体点火器的筒电极连接；脉冲电压模块，其正极输出端与线筒型等离子体点火器的线电极，其负极输出端与线筒型等离子体点火器的筒电极连接；控制模块，其第一端与高频交流电压模块的输入端连接，其第二端与脉冲电压模块的输入端连接；控制模块用于控制高频交流电压产生固定频率的近正弦波电压，同时控制脉冲电压模块产生与近正弦波电压的正峰值或负峰值同步的脉冲电压，近正弦波电压与脉冲电压叠加后加载至线筒型等离子体点火器上；控制模块还通过控制脉冲电压的频率，以控制等离子体点火器激发强度。
[0006]在一实施例中，控制模块包括：高频交流电源控制单元，其第一端与高频交流电压模块的输入端连接，用于生成控制近正弦波电压的频率的第一控制信号；脉冲电源控制单元，其第一端与高频交流电源控制单元的第二端连接，其第二端与脉冲电压模块的输入端连接，用于对第一控制信号进行分频及相位控制，得到第二控制信号，第二控制信号控制脉冲电压模块在近正弦波电压的正峰值或负峰值产生脉冲电压，第二控制信号还用于控制脉冲电压的频率。
[0007]在一实施例中，脉冲电源控制单元包括：分频子单元，其第一端与高频交流电源控
制单元的第二端连接；相位控制子单元，其第一端与分频子单元的第二端连接，其第二端与脉冲电压模块的输入端连接。
[0008]在一实施例中，高频交流电压模块包括：高频交流电源，其第一高压输出端与线筒型等离子体点火器的线电极连接，其第二高压输出端与线筒型等离子体点火器的筒电极连接；第一驱动单元，其输入端与控制模块的第一端连接，其输出端与高频交流电源控制单元的第一端连接；第一驱动单元基于第一控制信号，控制高频交流电压产生固定频率的近正弦波电压。
[0009]在一实施例中，高频交流电源包括：第一直流电源、第一支撑电路、桥式逆变电路、谐振电路及第一变压器，其中，第一直流电源，其正极与桥式逆变电路的正极直流端连接，其负极与桥式逆变电路的负极直流端连接；第一支撑电路，其第一端与第一直流电源的正极连接，其第二端与第一直流电源的负极连接；桥式逆变电路，其控制端与第一驱动单元的输出端连接；谐振电路，其第一端分别与桥式逆变电路的第一桥臂中点、第一变压器原边的同名端连接，其第二端与桥式逆变电路的第二桥臂中点、第一变压器原边的另一端连接；第一变压器，其副边的同名端与线筒型等离子体点火器的线电极连接，其副边的另一端与线筒型等离子体点火器的筒电极连接。
[0010]在一实施例中，谐振电路包括：谐振电容，其第一端分别与桥式逆变电路的第一桥臂中点、第一变压器原边的同名端连接；谐振电感，其第一端分别与桥式逆变电路的第二桥臂中点、谐振电容的第二端、第一变压器原边的另一端连接。
[0011]在一实施例中，脉冲电压模块包括：反激电源，其正极输出端与线筒型等离子体点火器的线电极，其负极输出端与线筒型等离子体点火器的筒电极连接；第二驱动单元，其输入端与脉冲电源控制单元的第二端连接，其输出端与反激电源的输入端连接，用于基于第二控制信号，控制脉冲电压模块在近正弦波电压的正峰值或负峰值产生脉冲电压，还控制所述脉冲电压的频率。
[0012]在一实施例中，反激电源包括：第二直流电源、第二支撑电路、开关电路、吸收电路、第二变压器及电阻，其中，开关电路，其第一端与第二变压器原边的同名端连接，其第二端与第二直流电源的负极连接，其控制端与第二驱动单元的输出端连接；第二直流电源，其正极与第二变压器原边的另一端连接；第二支撑电路，其第一端与第二直流电源的正极连接，其第二端与第二直流电源的负极连接；吸收电路，其第一端与开关电路的第一端连接，其第二端与开关电路的第二端连接；第二变压器，其副边的同名端通过电阻与线筒型等离子体点火器的线电极，其副边的另一端与线筒型等离子体点火器的筒电极连接。
[0013]在一实施例中，等离子体点火器用双频激励电源还包括：第一隔离电路，脉冲电压模块的正极输出端通过第一隔离电路与线筒型等离子体点火器的线电极。
[0014]在一实施例中，等离子体点火器用双频激励电源还包括：第二隔离电路，高频交流电压模块的第一高压输出端通过第二隔离电路与线筒型等离子体点火器的线电极连接。
[0015]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0016]本专利技术提供的双频激励电源，控制模块控制高频交流电压产生固定频率的近正弦波电压，同时控制脉冲电压模块产生与近正弦波电压的正峰值或负峰值同步的脉冲电压，近正弦波电压与脉冲电压叠加后加载至线筒型等离子体点火器上，从而实现通过在的线筒型等离子体点火器中产生一个电场扰动，改变线筒型等离子体点火器的放电起始位置，同
时增加等离子体点火器内部产生更多的活性粒子，提高航空发动机某些特定极限工况下的点火能量注入，减小因大能量注入产生的电极烧蚀问题，适应不同程度的外界工况变化。控制模块还通过控制脉冲电压的频率，控制等离子体点火器激发强度，以适应不同程度的外界工况变化，尽可能的使等离子体点火器电源装置工作在满足要求的最低能量运行状态。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例提供的双频激励电源的一个具体示例的组成图；
[0019]图2为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体点火器用双频激励电源，其特征在于，包括：高频交流电压模块、控制模块及脉冲电压模块，其中，高频交流电压模块，其第一高压输出端与线筒型等离子体点火器的线电极连接，其第二高压输出端与所述线筒型等离子体点火器的筒电极连接；脉冲电压模块，其正极输出端与所述线筒型等离子体点火器的线电极，其负极输出端与所述线筒型等离子体点火器的筒电极连接；控制模块，其第一端与所述高频交流电压模块的输入端连接，其第二端与所述脉冲电压模块的输入端连接；所述控制模块用于控制所述高频交流电压产生固定频率的近正弦波电压，同时控制所述脉冲电压模块产生与所述近正弦波电压的正峰值或负峰值同步的脉冲电压，所述近正弦波电压与所述脉冲电压叠加后加载至所述线筒型等离子体点火器上；所述控制模块还通过控制所述脉冲电压的频率，以控制等离子体点火器激发强度。2.根据权利要求1所述的等离子体点火器用双频激励电源，其特征在于，所述控制模块包括：高频交流电源控制单元，其第一端与所述高频交流电压模块的输入端连接，用于生成控制所述近正弦波电压的频率的第一控制信号；脉冲电源控制单元，其第一端与所述高频交流电源控制单元的第二端连接，其第二端与所述脉冲电压模块的输入端连接，用于对所述第一控制信号进行分频及相位控制，得到第二控制信号，所述第二控制信号控制所述脉冲电压模块在所述近正弦波电压的正峰值或负峰值产生脉冲电压，所述第二控制信号还用于控制所述脉冲电压的频率。3.根据权利要求2所述的等离子体点火器用双频激励电源，其特征在于，所述脉冲电源控制单元包括：分频子单元，其第一端与所述高频交流电源控制单元的第二端连接；相位控制子单元，其第一端与所述分频子单元的第二端连接，其第二端与所述脉冲电压模块的输入端连接。4.根据权利要求2所述的等离子体点火器用双频激励电源，其特征在于，所述高频交流电压模块包括：高频交流电源，其第一高压输出端与线筒型等离子体点火器的线电极连接，其第二高压输出端与所述线筒型等离子体点火器的筒电极连接；第一驱动单元，其输入端与所述控制模块的第一端连接，其输出端与所述高频交流电源控制单元的第一端连接；所述第一驱动单元基于所述第一控制信号，控制所述高频交流电压产生固定频率的近正弦波电压。5.根据权利要求4所述的等离子体点火器用双频激励电源，其特征在于，所述高频交流电源包括：第一直流电源、第一支撑电路、桥式逆变电路、谐振电路及第一变压器，其中，第一直流电源，其正极与所述桥式逆变电路的正极直流端连接，其负极与所述桥式逆变电路的负极直流端连接；第一支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐旭哲，严萍，章程，付荣耀，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：