本实用新型专利技术公开了一种三相大功率低压大电流的高频逆变整流装置，包括三相熔断器、平波电抗器、三相整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、全波整流电路、大电流滤波电路、电压电流采集电路和逆变控制电路；采用高压逆变技术，获得了低电压大电流直流电源，提高了电能转换效率，且电源具有较高功率因数和较高的效率，电源整体节能效果明显，其输出的能量可直接为电泳，冶炼，石英加热及提炼单晶硅等电化学处理提供高效的直流电源，尤其是为单晶炉内石墨加热器供热，满足单晶在生长阶段对温度控制的严格要求。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种能够产生低电压大电流，且输出电压或电流均可调节的大功率高频逆变整流装置，为电镀，氧化，电解，电泳，冶炼，石英加热及提炼单晶硅等电化学处理提供高效的直流电源。
技术介绍
随着电子行业的飞速发展，更多以电子技术为依托的领域开始加大对单晶硅的需求。作为单晶生长过程中提供热源的主要设备-大功率单晶硅直流加热电源，也因此得到了更加广泛的应用，但同时也对单晶硅加热电源的实时性、智能性及可靠性提出了更高的要求。传统的大功率单晶硅直流加热电源主要采用变压器和可控硅降压，然后再通过整流获得低压大电流电源，传统的可控硅电源存在效率低、功率因数低、输出电压纹波大、稳定性较差等问题。本技术提出三相大功率低压大电流高频逆变整流装置采用高压逆变技术，获得了低电压大电流直流电源，提高了电能转换效率，且电源具有较高功率因数和较高的效率，电源整体节能效果明显，其输出的能量可直接为单晶炉内的石墨加热器供热，控温精度高，可以满足单晶在生长阶段对温度控制的严格要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题如何利用高压逆变技术，提高电能转换效率，为单晶炉内的石墨加热器供热。为解决上述技术问题，本技术提供了一种三相大功率低压大电流高频逆变整流装置，包括三相熔断器、平波电抗器、三相整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、 全波整流电路、大电流滤波电路、电压电流采集电路和逆变控制电路；三相熔断器的三个输入端分别与三相交流电源串联连接，三相熔断器的三个输出端分别与平波电抗器的三个输入端串联连接；平波电抗器的三个输出端分别与三相整流电路的三个输入端连接；三相整流电路的输出端与滤波电路的输入端连接；滤波电路的输出端并联在逆变电路的两端；逆变电路的输出端与高频变压器的输入端连接；高频变压器的三个输出端分别与全波整流电路的输入端连接；全波整流电路的输出端与大电流滤波电路的输入端连接；电压电流采集电路的电流采集端串联在大电流滤波电路的输出端，同时电压采集端并联在大电流滤波电路的输出端；电压电流采集电路的输出端与逆变控制电路的输入端连接；逆变控制电路的输出端与逆变电路的控制端连接。平波电抗器铁心为非晶合金材料。滤波电路由电抗器和电容组成，电抗器铁心采用非晶合金材料。逆变电路由四只IGBT开关管组成，构成H型桥式电路。高频变压器的铁心材料采用铁氧体，二次绕组为空心铜管或铝管，循环冷却水可以通过空心的铜管或铝管，高频变压器输出端为中间带抽头的三端输出的变压器，输出功率180KW，输出电压为0-60VDC可调，频率6_8KHz。全波整流电路由两组快恢复二极管组组成，每个快恢复二极管组由10只快恢复二极管并联构成。大电流滤波电路由电抗器和电容组成，电抗器铁心采用非晶合金材料，电抗器绕组采用空心铜管或铝管。逆变控制电路通过采集三相大功率高频逆变整流装置的输出端电压和电流计算出输出功率，当输出电压、电流或功率与要求电压、电流或功率不相符合时可以通过控制逆变电路的工作频率或方波占空比来自动调节输出电压、电流或功率，达到自动跟踪稳定输出电压、电流或功率，使电源端具有恒电压、恒电流或恒功率输出，逆变控制电路的PWM输出频率为6-8KHz，且占空比可调。逆变控制电路由键盘电路、显示电路、微处理器、IGBT驱动电路和电源电路组成， 键盘电路、显示电路和IGBT驱动电路分别与微处理器的I/O 口连接；电源电路与微处理器的电源端连接；电压电流采集电路的电压采集输出端与微处理器的A/D 口连接，电压电流采集电路的电流采集输出端与微处理器的另一 A/D 口连接。电压电流采集电路的电压采集采用电阻分压采集装置输出端电压，分压电阻并联在装置输出端，测量输出端负载工作电压；电压电流采集电路的电流采集采用分流器采集装置输出端电流，分流器串联在装置输出回路中，测量输出端负载电流。本技术具有积极的效果(1)本技术的三相大功率低压大电流高频逆变整流装置中，电源输入端直接采用高压整流技术获得较高的直流电源，为逆变电路提供直流电源，这样可以提高电源输入端的功率因数。(2)本技术的三相大功率低压大电流高频逆变整流装置，采用高压逆变技术，利用闭环控制，使直流电源具有恒电压、恒电流或恒功率输出功能。(3)本技术的三相大功率低压大电流高频逆变整流装置，电抗器均采用非晶合金材料，铁损是普通电抗器的1/5，具有明显节能效果。附图说明图1为实施例1的三相大功率低压大电流高频逆变整流装置结构图。图2为实施例1的逆变控制电路原理结构图。具体实施方式见图1、图2所示，本实施例的三相大功率低压大电流高频逆变整流装置，包括三相熔断器1、平波电抗器2、三相整流电路3、滤波电路4、逆变电路5、高频变压器6、全波整流电路7、大电流滤波电路8、电压电流采集电路9和逆变控制电路10 ；三相熔断器1的三个输入端分别与三相交流电源串联连接，三相熔断器1的三个输出端分别与平波电抗器2的三个输入端串联连接；平波电抗器2的三个输出端分别与三相整流电路(3)的三个输入端连接；三相整流电路3的输出端与滤波电路4的输入端连接；滤波电路4的输出端并联在逆变电路5的两端；逆变电路5的输出端与高频变压器6的输入端连接；高频变压器6的三个输出端分别与全波整流电路7的输入端连接；全波整流电路7的输出端与大电流滤波电路 8的输入端连接；电压电流采集电路9的电流采集端串联在大电流滤波电路8的输出端，同时电压采集端并联在大电流滤波电路8的输出端；电压电流采集电路9的输出端与逆变控制电路10的输入端连接；逆变控制电路10的输出端与逆变电路5的控制端连接。平波电抗器2铁心为非晶合金材料，磁饱和密度大，铁损损耗低，主要用于消除涌流和谐波，以防止瞬间大电流对电网、熔断器和开关的冲击。滤波电路4由电感和电容组成，电感铁心采用非晶合金材料，磁饱和密度大，铁损损耗低，滤波电路4主要消除三相整流电路对交流整流后产生的脉动，使直流输出更平滑。逆变电路5由四只IGBT开关管组成，构成H型桥式电路，IGBT开关管带有驱动和保护功能。高频变压器6的铁心材料采用铁氧体，二次绕组为空心铜管或铝管，循环冷却水可以通过空心的铜管或铝管，高频变压器6输出端为中间带抽头的三端输出的变压器，输出功率180KW。全波整流电路7由两组快恢复二极管组组成，每个快恢复二极管组由10只快恢复二极管并联构成。大电流滤波电路8由电抗器和电容组成，电抗器铁心采用非晶合金材料，电抗器二次绕组采用空心铜管或铝管，大电流滤波电路8主要消除全波整流电路7产生的高频脉动，使直流输出更平滑。逆变控制电路10通过采集三相大功率高频逆变整流装置的输出端电压和电流计算出输出功率，当输出电压、电流或功率与要求电压、电流或功率不相符合时可以通过控制逆变电路5的工作频率或方波占空比来自动调节输出电压、电流或功率，达到自动跟踪稳定输出电压、电流或功率，使电源端具有恒电压、恒电流或恒功率输出，逆变控制电路10的 PWM输出频率为6-8KHz，且占空比可调。逆变控制电路10由键盘电路10-1、显示电路10-2、微处理器10_3、IGBT驱动电路 10-4和电源电路10-5组成，键盘电路10-1、显示电路10-2和IGBT驱动电路10_4分别与微处理器10-3的I/O 口连接；电源电路10-5与本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．三相大功率低压大电流高频逆变整流装置，其特征在于，包括三相熔断器（１）、平波电抗器（２）、三相整流电路（３）、滤波电路（４）、逆变电路（５）、高频变压器（６）、全波整流电路（７）、大电流滤波电路（８）、电压电流采集电路（９）和逆变控制电路（１０）；三相熔断器（１）的三个输入端分别与三相交流电源串联连接，三相熔断器（１）的三个输出端分别与平波电抗器（２）的三个输入端串联连接；平波电抗器（２）的三个输出端分别与三相整流电路（３）的三个输入端连接；三相整流电路（３）的输出端与滤波电路（４）的输入端连接；滤波电路（４）的输出端并联在逆变电路（５）的两端；逆变电路（５）的输出端与高频变压器（６）的输入端连接；高频变压器（６）的三个输出端分别与全波整流电路（７）的输入端连接；全波整流电路（７）的输出端与大电流滤波电路（８）的输入端连接；电压电流采集电路（９）的电流采集端串联在大电流滤波电路（８）的输出端，同时电压采集端并联在大电流滤波电路（８）的输出端；电压电流采集电路（９）的输出端与逆变控制电路（１０）的输入端连接；逆变控制电路（１０）的输出端与逆变电路（５）的控制端连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王敏慧，黄磊，
申请(专利权)人：江苏清能电源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32
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