一种高压开关脉冲电源制造技术

本实用新型专利技术提出了一种高压开关脉冲电源，电源的主电路高压侧设有由滤波谐振电容组、高压开关模组、高压谐振电容、高压谐振电感和高压耦合阻感电路组成的串联谐振电路；所述主电路还包括三相可控硅升压整流电路、限流电感、电流互感器、直流高压分压器、信号处理放大电路和控制电路。本申请中采用高压开关的方式，实现高电压小电流的开断，避免大电流开断引起的发热及电流冲击；去除脉冲变压器，简化电路，避免二次干扰对一次电路的影响；采用一组三相全控整流电路，实现灵活实时地调节脉冲充电电压、脉冲峰值电压的目的。脉冲峰值电压的目的。脉冲峰值电压的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种高压开关脉冲电源


[0001]本技术涉及电源的
，特别是一种高压开关脉冲电源。

技术介绍

[0002]现有的电除尘器用脉冲电源的电路原理主要为：首先通过升压电路，形成2000
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2500V的直流电压，用于给储能电容充电。储能电容一端连接至低压功率开关器件到地，另一端连接至脉冲变压器的初级端。脉冲变压器的次级端连接高压耦合电容、电除尘器阴极线，通过阳极板接地，形成回路。当低压功率开关闭合时，储能电容、脉冲变压器的漏感、高压耦合电容、除尘器等效电容形成串联谐振，谐振电流在除尘器上形成脉冲电压，实现脉冲电源功能。
[0003]现有的除尘器脉冲电源包含脉冲变压器，将低压大电流转换为高压小电流。主要开关器件装于脉冲变压器一次侧，而二次侧无开关器件。开关器件参数主要为额定电压3300V或1700V的功率开关器件，额定电流为1000A或以上。因脉冲电源一次侧电流峰值巨大，在除尘器出现闪络时，甚至可能超过10kA，导致开关器件故障率高，设备稳定性差。
[0004]同时因二次侧无开关器件，除尘器出现闪络时，二次会形成谐振回路，并通过脉冲变压器将冲击电流感应至一次侧，对一次侧元器件造成较大损伤，影响设备稳定性。

技术实现思路

[0005]本技术的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种高压开关脉冲电源，能够实现零电流、近零电压关断，降低开关损耗，保护开关器件。
[0006]为实现上述目的，本技术提出了一种高压开关脉冲电源，电源的主电路高压侧设有由滤波谐振电容组、高压开关模组、高压谐振电容、高压谐振电感和高压耦合阻感电路组成的串联谐振电路；所述主电路还包括三相可控硅升压整流电路、限流电感、电流互感器、直流高压分压器、信号处理放大电路和控制电路；所述三相可控硅升压整流电路包括三相输入电抗器、三组反并联的可控硅、一个三相
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/Y升压变压器、一组三相整流桥，所述可控硅、三相
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/Y升压变压器、三相整流桥、限流电感在滤波谐振电容组上形成稳定的直流高压，通过控制可控硅的导通角，调整滤波谐振电容组的直流电压；所述控制电路包括电源控制器、可控硅驱动电路、高压开关驱动电路、电压电流取样滤波调理电路、脉冲峰值取样滤波电路、温度瓦斯信号取样电路；直流电压取样值由直流高压分压器取得，经信号处理放大电路处理后送至电源控制器；脉冲峰值电压由直流高压分压器取得，并经脉冲峰值取样滤波电路后送至电源控制器；谐振电流由电流互感器取得，经信号处理放大电路处理后送至电源控制器；温度、瓦斯信号由温度瓦斯信号取样电路采集，并送至电源控制器；所述电源控制器输出的可控硅触发信号，经信号处理放大电路处理后驱动三相整流桥，实现直流电压的控制；所述电源控制器输出的高压开关触发信号，经信号处理放大电路处理后，驱动高压开关模组。
[0007]作为优选，所述滤波谐振电容组由多个薄膜电容串联后，再并联组成。
[0008]作为优选，所述滤波谐振电容组的每组并联电容组上并联有无感电阻，保证串联电容分压均匀。
[0009]作为优选，所述高压开关模组由多个小型IGBT开关串并联方式组合而成。
[0010]作为优选，所述高压耦合阻感电路包括电感、除尘器等效电容。
[0011]作为优选，所述三相可控硅升压整流电路还包括断路器、接触器。
[0012]作为优选，所述主电路还包括RD保护电路、火花冲击吸收RCD电路、脉冲电压阻容分压器。
[0013]本技术的有益效果：本技术采用高压开关的方式，实现高电压小电流的开断，避免大电流开断引起的发热及电流冲击；去除脉冲变压器，简化电路，避免二次干扰对一次电路的影响；采用一组三相全控整流电路，实现灵活实时地调节脉冲充电电压、脉冲峰值电压的目的。
[0014]本技术的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
[0015]图1是本技术一种高压开关脉冲电源的主电路图。
【具体实施方式】
[0016]参阅图1，本技术一种高压开关脉冲电源，电源的主电路高压侧设有由滤波谐振电容组3、高压开关模组6(IGBT高压开关)、高压谐振电容7、高压谐振电感8和高压耦合阻感电路9组成的串联谐振电路；所述主电路还包括三相可控硅升压整流电路1、限流电感2、电流互感器4、直流高压分压器5、信号处理放大电路11和控制电路；
[0017]所述三相可控硅升压整流电路1包括三相输入电抗器、三组反并联的可控硅、一个三相
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/Y升压变压器、一组三相整流桥，所述可控硅、三相
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/Y升压变压器、三相整流桥、限流电感2在滤波谐振电容组3上形成稳定的直流高压
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Udc(负压)，通过控制可控硅的导通角，调整滤波谐振电容组3的直流电压；
[0018]所述控制电路包括电源控制器12、可控硅驱动电路、高压开关驱动电路、电压电流取样滤波调理电路、脉冲峰值取样滤波电路、温度瓦斯信号取样电路；直流电压取样值由直流高压分压器5取得，经信号处理放大电路11处理后送至电源控制器12；脉冲峰值电压由直流高压分压器5取得，并经脉冲峰值取样滤波电路后送至电源控制器12；谐振电流由电流互感器4取得，经信号处理放大电路11处理后送至电源控制器12；温度、瓦斯信号由温度瓦斯信号取样电路采集，并送至电源控制器12；
[0019]所述电源控制器12输出的可控硅触发信号，经信号处理放大电路11处理后驱动三相整流桥，实现直流电压
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Udc(负压)的控制；所述电源控制器12输出的高压开关触发信号，经信号处理放大电路11处理后，驱动高压开关模组6。触发信号为一串PWM方波，方波高电平宽度表示高压开关一个周期内的开启时间，一般为3/4
×
串联谐振周期。PWM波的频率表示脉冲的频率，即每秒脉冲个数，一般为1
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1000个/秒。
[0020]进一步地，所述滤波谐振电容组3由多个薄膜电容串联后，再并联组成，并且所述滤波谐振电容组3的每组并联电容组上并联有无感电阻，保证串联电容分压均匀。
[0021]进一步地，所述高压开关模组6由多个小型IGBT开关串并联方式组合而成，实现耐
压140kV，额定电流有效值10A，额定交流峰值耐受电流300A100us。
[0022]进一步地，所述高压耦合阻感电路9包括电感、除尘器等效电容。
[0023]进一步地，所述三相可控硅升压整流电路1还包括断路器、接触器。
[0024]进一步地，所述主电路还包括RD保护电路、火花冲击吸收RCD电路、脉冲电压阻容分压器10。
[0025]本技术工作过程：
[0026]电能初期储存于滤波谐振电容组3中，表现为直流电压，其余电容、电感初始电压电流均为零。当高压开关开启时，电流从滤波谐振电容组3的电压正端负压，正端为接地端流出，通过接地网络，依次经过除尘器、高压耦合阻感电路9中的电感、高压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压开关脉冲电源，其特征在于：电源的主电路高压侧设有由滤波谐振电容组(3)、高压开关模组(6)、高压谐振电容(7)、高压谐振电感(8)和高压耦合阻感电路(9)组成的串联谐振电路；所述主电路还包括三相可控硅升压整流电路(1)、限流电感(2)、电流互感器(4)、直流高压分压器(5)、信号处理放大电路(11)和控制电路；所述三相可控硅升压整流电路(1)包括三相输入电抗器、三组反并联的可控硅、一个三相
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/Y升压变压器、一组三相整流桥，所述可控硅、三相
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/Y升压变压器、三相整流桥、限流电感(2)在滤波谐振电容组(3)上形成稳定的直流高压，通过控制可控硅的导通角，调整滤波谐振电容组(3)的直流电压；所述控制电路包括电源控制器(12)、可控硅驱动电路、高压开关驱动电路、电压电流取样滤波调理电路、脉冲峰值取样滤波电路、温度瓦斯信号取样电路；直流电压取样值由直流高压分压器(5)取得，经信号处理放大电路(11)处理后送至电源控制器(12)；脉冲峰值电压由直流高压分压器(5)取得，并经脉冲峰值取样滤波电路后送至电源控制器(12)；谐振电流由电流互感器(4)取得，经信号处理放大电路(11)处...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚凌飞，边鲁强，李斌，戴海航，卢德培，赵晨，
申请(专利权)人：浙江菲达电气工程有限公司，
类型：新型
国别省市：