高压电源采样保护电路及控制方法技术

本发明专利技术针对现有技术中高压电源控制方法在识别电场高压击穿滞后，影响高压电源的可靠性的问题，提出了一种高压电源采样保护电路及控制方法，包括将直流侧电源逆变成交流电的逆变电路，逆变电路的输出端连接变压器TR1，变压器TR1的次级线圈依次连接整流电路和负载LD1，在整流电路和负载LD1之间设有分压电路，分压电路上连接有检测整流电路整流后的直流高压电源并控制逆变电路逆变周期的电源采样控制电路。本发明专利技术通过采样保护电路动态调整负载的电场电压，使其不会超出电源允许的最高限值电压，并可在电场电压被击穿后及时停止电压输出，保护回路中的元器件使其受到的冲击小，提高了电源的可靠性。高了电源的可靠性。高了电源的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
高压电源采样保护电路及控制方法


[0001]本专利技术属于高压电源
，具体涉及一种高压电源采样保护电路及控制方法。

技术介绍

[0002]大气污染治理领域，如气体除尘、气体除臭、气体除油烟、气体除雾等应用中，普遍采用高压电源在反应器中建立非均匀电场电离气体，利用电离产生的正、负离子或再结合电场力的技术方案治理大气污染。实际应用中，反应器内部气体成份、流速、温度、湿度、粉尘浓度等都时刻发生改变，影响反应器的绝缘强度，反应器内部高压电场击穿是工作运行的一种常态。因此如何适应不同应用的电源需求，准确采集电场高压，快速识别高压电场击穿状态，减少反应器高压电场击穿对电源的冲击，击穿后快速恢复高压电源输出的技术是稳定可靠利用高压电源加反应器方案实现大气污染治理的关键。如专利号为CN202010295491.2的专利技术，公开了一种转炉煤气净化系统用高压电源控制方法，该方法识别高压电场击穿状态有些滞后，会对电源逆变回路里的元器件造成冲击，使得高压电源设备的故障率上升，降低了高压电源的可靠性。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术中高压电源控制方法在识别电场高压击穿滞后，影响高压电源的可靠性的问题，提出了一种高压电源采样保护电路及控制方法。
[0004]本专利技术的专利技术目的是通过以下技术方案实现的：一种高压电源采样保护电路，包括将直流侧电源逆变成交流电的逆变电路，逆变电路的输出端连接变压器TR1，变压器TR1的次级线圈依次连接整流电路和负载LD1，在整流电路和负载LD1之间设有分压电路，分压电路上连接有检测整流电路整流后的直流高压电源并控制逆变电路逆变周期的电源采样控制电路。
[0005]上述方案中，经变压器TR1变压和整流电路整流后的直流高压电源，在分压电路中按比例将高压直流电源信号转换为一个低压的直流信号，该直流信号传输给电源采样控制电路，电源采样控制电路实时动态的调整输出给负载LD1的工作电压，使负载LD1的电场电压不会超过电源允许的最高限值电压，使负载LD1处于最佳效率状态。并且检测负载LD1的电场电压是否击穿，如果击穿了及时控制逆变电路停止运行，防止负载LD1的电场电压被击穿形成短路的大电流对各运行元器件形成冲击而损坏，提高了电源的可靠性。
[0006]作为优选，所述分压电路连接在整流电路的输出端，分压电路包括串联的电阻R1和电阻R2，电源采样控制电路的采样信号从电阻R1和电阻R2之间引出。
[0007]作为优选，所述逆变电路为半导体开关Q1、Q2、Q3、Q4组成的全桥逆变电路。
[0008]作为优选，所述整流电路为四个二级管构成的全桥整流电路。
[0009]作为优选，所述电源采样控制电路包括依次连接的电压抑制器D21、光电隔离放大器U1，光电隔离放大器U1的输出端并联有两个差动放大电路，光电隔离放大器U1输入两个
差动放大电路的输入信号相反，两个差动放大电路的输出信号均连接至控制器M1，控制器M1的输出控制信号控制逆变电路的导通/关闭。电压抑制器可以保护回路突然产生的尖峰电流/电压，光电隔离放大器对输入输出的信号进行了良好的隔离，抗干扰能力强。
[0010]作为优选，两路所述差动放大电路分别包括运算放大芯片U3A和运算放大芯片U3B，运算放大芯片U3A的正极输入端和运算放大芯片U3B的负极输入端连接，运算放大芯片U3A的负极输入端和运算放大芯片U3B的正极输入端连接。两路差动放大电路的设计，使得进入电源采样控制电路的采样信号不管是直流正极信号还是直流负极信号，都能够将信号放大并传递给控制器M1。
[0011]一种采用上述高压电源采样保护电路的控制方法，包括以下步骤：a、在每个采样周期内多次采样，并累计采样周期内的采样次数。
[0012]b、筛选出每个采样周期内的最大值、最小值，并计算出每个采样周期内的平均值。
[0013]c、存储单个采样周期内的最小值，并动态更新。
[0014]d、最新的采样值和上个采样周期内的最小值比较，判断是否出现负载击穿，如果最新的采样值大于等于上个采样周期内的最小值，则判定负载未击穿，如果最新的采样值小于上个采样周期内的最小值超过一定的比例时，则判定负载击穿，逆变电路停止运行，停止高压输出。
[0015]当负载LD1的电场击穿时，电场电压会瞬间大幅下降，电流会大幅上升，监测采样信号中的电压值变化，当采样信号中的电压值比之前的最小值小很多时，则可以判断负载LD1的电场被击穿了。
[0016]作为优选，所述最新采样值小于上个采样周期内的最小值的比例为20%，避免工况波动或采样误差造成的高压击穿识别错误。
[0017]作为优选，负载未击穿时，通过采样周期内的最小值、最大值、平均值计算出该周期内的负载输出电压的谷值、峰值和平均值，并判断峰和平均值电压是否超出电源允许的最高限值电压，如果超出，则在下个采样周期内调节逆变电路，使输出电压降低。电压峰值用于判断比较是否超出电源最高允许峰值限值，超出时峰值限值电压保护，调节逆变电路驱动信号，降低下个周期电压峰值输出。电压平均值用于判断比较是否超出电源最高允许平均值限值，超出时平均值限值电压保护，调节逆变电路驱动信号，降低下个周期电压峰值输出。
[0018]作为优选，所述采样周期为逆变电路周期的一半。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过采样保护电路动态调整负载的电场电压，使其不会超出电源允许的最高限值电压，并可在电场电压被击穿后及时停止电压输出，保护回路中的元器件使其受到的冲击小，提高了电源的可靠性。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的电路结构示意图；图2为本专利技术的控制方法流程图；图3为高压电源在负载LD1高压击穿，无高压击穿识别与保护时高压输出电压波形及变压器初级电流波形；
图4为为高压电源在负载LD1高压击穿，有高压击穿识别与保护时高压输出电压波形及变压器初级电流波形。
具体实施方式
[0021]下面结合附图所表示的实施例对本专利技术作进一步描述：如图1、图2所示，一种高压电源采样保护电路，包括将直流侧电源逆变成交流电的逆变电路，逆变电路的输出端连接变压器TR1，变压器TR1的次级线圈依次连接整流电路和负载LD1，在整流电路和负载LD1之间设有分压电路，分压电路连接在整流电路的输出端，分压电路包括串联的电阻R1和电阻R2，电源采样控制电路的采样信号从电阻R1和电阻R2之间引出。
[0022]上述逆变电路为半导体开关Q1、Q2、Q3、Q4组成的全桥逆变电路。
[0023]上述整流电路为四个二级管构成的全桥整流电路，如图1中的ZD1或者ZD2两者区别在于输出的直流正极/负极不同，两种结构在本专利技术的电路结构中都适用。
[0024]上述电源采样控制电路包括依次连接的电压抑制器D21、光电隔离放大器U1，光电隔离放大器U1的输出端并联有两个差动放大电路，光电隔离放大器U1输入两个差动放大电路的输入信号相反，两个差动放大电路的输出信号均连接至控制器M1，控制器M1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压电源采样保护电路，其特征在于，包括将直流侧电源逆变成交流电的逆变电路，逆变电路的输出端连接变压器TR1，变压器TR1的次级线圈依次连接整流电路和负载LD1，在整流电路和负载LD1之间设有分压电路，分压电路上连接有检测整流电路整流后的直流高压电源并控制逆变电路逆变周期的电源采样控制电路。2.根据权利要求1所述的高压电源采样保护电路，其特征在于，所述分压电路连接在整流电路的输出端，分压电路包括串联的电阻R1和电阻R2，电源采样控制电路的采样信号从电阻R1和电阻R2之间引出。3.根据权利要求1所述的高压电源采样保护电路，其特征在于，所述逆变电路为半导体开关Q1、Q2、Q3、Q4组成的全桥逆变电路。4.根据权利要求1所述的高压电源采样保护电路，其特征在于，所述整流电路为四个二级管构成的全桥整流电路。5.根据权利要求1所述的高压电源采样保护电路，其特征在于，所述电源采样控制电路包括依次连接的电压抑制器D21、光电隔离放大器U1，光电隔离放大器U1的输出端并联有两个差动放大电路，光电隔离放大器U1输入两个差动放大电路的输入信号相反，两个差动放大电路的输出信号均连接至控制器M1，控制器M1的输出控制信号控制逆变电路的导通/关闭。6.根据权利要求5所述的高压电源采样保护电路，其特征在于，两路所述差动放大电路分别包括运算放大芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝建军，施小东，施秦峰，赵明，龚俊杰，
申请(专利权)人：浙江大维高新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：