一种用于等离子体炬的恒流电源电路及等离子体炬系统技术方案

本公开涉及一种用于等离子体炬的恒流电源电路及等离子体炬系统，用于等离子体炬的恒流电源电路包括逆变电路，用于将电源输出的直流电源信号转换为交流电源信号；变压调节电路，用于调节交流电源信号的电压并输出；整流电路，用于将变压调节电路输出的调压后的交流电源信号转换为直流电源信号；负载调节电路，用于向等离子体炬负载输出恒流电源信号；负载调节电路包括第一电感、第二电感和第一电容，第一电感与第二电感串联于整流电路的正输出端与等离子体炬负载的正端之间，第一电容串联于第一电感和第二电感的串联节点与等离子体炬负载的负端之间。通过本公开的技术方案，有效降低了电源电路输出电流的波动值。效降低了电源电路输出电流的波动值。效降低了电源电路输出电流的波动值。

【技术实现步骤摘要】
一种用于等离子体炬的恒流电源电路及等离子体炬系统


[0001]本公开涉及电子电路
，尤其涉及一种用于等离子体炬的恒流电源电路及等离子体炬系统。

技术介绍

[0002]在等离子体炬运行过程中，能够对等离子体进行精确的控制尤其重要，对等离子体的控制过程不仅影响热流气体的温度和速度，而且影响等离子体的分布状态。通常，为了应用效果的稳定性，等离子体必须具有稳定的参数，这就要求等离子体炬电源需要具有稳定的输出电流。电源的波动性影响电弧的波动，为消除电源对电弧波动带来的不良影响，应使电源输出电流的工频纹波尽量小。
[0003]但是，目前采用的三相桥式全控整流结构中，电路调整的开关频率为工频的六倍，此频率较低，需要的输出电感值就较大，输出电流会伴随有六倍工频的较大纹波。另外，目前采用的高频开关电源整流输出结构，电路对应的开关频率可以设计到高频段，但是恒流源输出由输出电感实现，输出的电流无可避免的带有与开关频率同频的纹波电流，此纹波电流的波动值可达到输出电流平均值的10％以上。因此，如何有效降低电源输出电流的纹波已经成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种用于等离子体炬的恒流电源电路及等离子体炬系统，有效降低了电源电路输出电流的波动值，能够更好地满足等离子体炬运行时对电源电流低脉动的要求。
[0005]第一方面，本公开实施例提供了一种用于等离子体炬的恒流电源电路，包括：
[0006]电源；
[0007]逆变电路，与所述电源连接，用于将所述电源输出的直流电源信号转换为交流电源信号；
[0008]变压调节电路，与所述逆变电路连接，用于调节所述交流电源信号的电压并输出；
[0009]整流电路，与所述变压调节电路连接，用于将所述变压调节电路输出的调压后的交流电源信号转换为直流电源信号；
[0010]负载调节电路，分别与所述整流电路和等离子体炬负载连接，用于向所述等离子体炬负载输出恒流电源信号；其中，所述负载调节电路包括第一电感、第二电感和第一电容，所述第一电感与所述第二电感串联于所述整流电路的正输出端与所述等离子体炬负载的正端之间，所述第一电容串联于所述第一电感和所述第二电感的串联节点与所述等离子体炬负载的负端之间。
[0011]可选地，所述的用于等离子体炬的恒流电源电路还包括：
[0012]导通缓冲电路，所述逆变电路包括多个功率开关管，所述导通缓冲电路用于控制所述功率开关管零电参数导通；和/或，
[0013]整流缓冲电路，所述整流电路包括多个整流二极管，所述整流缓冲电路用于控制所述整流二极管无续流电流通过，以及调节所述第一电感和所述第二电感两端的电压差。
[0014]可选地，
[0015]所述多个功率开关管构成全桥结构，所述多个功率晶体管至少包括对应正向电源信号设置的第一功率晶体管和第二功率晶体管，所述第一功率开关管与所述第二功率开关管的串联节点用于输出所述正向电源信号；
[0016]所述导通缓冲电路包括第三电感，所述第三电感串联于所述第一功率开关管和所述第二功率开关管的串联节点与所述变压调节电路的原边正输入端之间。
[0017]可选地，
[0018]所述整流缓冲电路包括第三电容，所述第三电容串联于所述整流电路的正输出端与负输出端之间。
[0019]可选地，所述逆变电路包括多个功率开关管，至少一个所述功率开关管对应设置有关断缓冲电路，所述关断缓冲电路用于控制所述功率开关管零电参数关断。
[0020]可选地，所述关断缓冲电路包括第一阻抗元件和第二电容，所述第一阻抗元件和所述第二电容串联于对应的功率开关管的第一端与所述功率开关管的第二端之间。
[0021]可选地，所述变压调节电路的原边对应设置有变压缓冲电路，所述变压缓冲电路包括第二阻抗元件和第四电容，所述第二阻抗元件和所述第四电容串联于所述变压调节电路的原边正输入端与所述变压调节电路的原边负输入端之间。
[0022]可选地，所述的用于等离子体炬的恒流电源电路还包括：
[0023]偏磁平衡电路，所述偏磁平衡电路包括第五电容，所述逆变电路包括多个功率开关管，第一功率开关管与第二功率开关管的串联节点用于输出正向电源信号，所述第五电容串联于所述第一功率开关管和所述第二功率开关管的串联节点与所述变压调节电路的原边正输入端之间。
[0024]可选地，所述整流电路包括多个整流二极管，所述变压调节电路包括一组或两组副边线圈，每组所述副边线圈对应设置有一组所述整流二极管构成的桥状电路。
[0025]第二方面，本公开实施例还提供了一种等离子体炬系统，包括如第一方面所述的用于等离子体炬的恒流电源电路。
[0026]本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0027]本公开实施例提供的用于等离子体炬的恒流电源电路及等离子体炬系统，在实现了向等离子体炬的恒流电源输出的同时，利用第一电感、第二电感和第一电容构成的负载调节电路有效降低了用于等离子体炬的恒流电源电路的负载端的整体电抗，克服了目前电源电路存在的电源输出电流波动大的缺点，进而有效降低了用于等离子体炬的恒流电源电路输出电流的波动值，使得用于等离子体炬的恒流电源电路能够更好地满足等离子体炬运行时对电源电流低脉动的要求，有利于等离子体炬的优化运行。
附图说明
[0028]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0029]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本公开实施例提供的一种用于等离子体炬的恒流电源电路的结构示意图；
[0031]图2为本公开实施例提供的一种用于等离子体炬的恒流电源电路的工作时序图；
[0032]图3为本公开实施例提供的一种流经第三电感的电流变化示意图；
[0033]图4为本公开实施例提供的另一种用于等离子体炬的恒流电源电路的结构示意图；
[0034]图5为本公开实施例提供的另一种用于等离子体炬的恒流电源电路的结构示意图。
具体实施方式
[0035]为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0036]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0037]图1为本公开实施例提供的一种用于等离子体炬的恒流电源电路的结构示意图。如图1所示，用于等离子体炬的恒流电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于等离子体炬的恒流电源电路，其特征在于，包括：电源；逆变电路，与所述电源连接，用于将所述电源输出的直流电源信号转换为交流电源信号；变压调节电路，与所述逆变电路连接，用于调节所述交流电源信号的电压并输出；整流电路，与所述变压调节电路连接，用于将所述变压调节电路输出的调压后的交流电源信号转换为直流电源信号；负载调节电路，分别与所述整流电路和等离子体炬负载连接，用于向所述等离子体炬负载输出恒流电源信号；其中，所述负载调节电路包括第一电感、第二电感和第一电容，所述第一电感与所述第二电感串联于所述整流电路的正输出端与所述等离子体炬负载的正端之间，所述第一电容串联于所述第一电感和所述第二电感的串联节点与所述等离子体炬负载的负端之间。2.根据权利要求1所述的用于等离子体炬的恒流电源电路，其特征在于，还包括：导通缓冲电路，所述逆变电路包括多个功率开关管，所述导通缓冲电路用于控制所述功率开关管零电参数导通；和/或，整流缓冲电路，所述整流电路包括多个整流二极管，所述整流缓冲电路用于控制所述整流二极管无续流电流通过，以及调节所述第一电感和所述第二电感两端的电压差。3.根据权利要求2所述的用于等离子体炬的恒流电源电路，其特征在于，所述多个功率开关管构成全桥结构，所述多个功率晶体管至少包括对应正向电源信号设置的第一功率晶体管和第二功率晶体管，所述第一功率开关管与所述第二功率开关管的串联节点用于输出所述正向电源信号；所述导通缓冲电路包括第三电感，所述第三电感串联于所述第一功率开关管和所述第二功率开关管的串联节点与所述变压调节电路的原边正输入端之间。4.根据权利要求2所述的用于等离子体炬的恒流电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，高锐，陈培培，梁海军，
申请(专利权)人：新奥天津能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：