一种高功率因数介质阻挡放电电源电路制造技术

一种高功率因数介质阻挡放电电源电路,它包括交流输入电感L1、L2，二极管D1、D2、D3、D4，直流分压电容C1、C2，半导体开关器件S1、S2、S3、S4，高频升压变压器T及负载Z；整个电路为一体式整流逆变电路，整流部分采用Boost无桥式功率因数校正电路，逆变部分采用半桥式逆变结构。本发明专利技术整流和逆变部分均采用全控型件，具备功率因数校正功能，直流侧电压可调，可实现脉冲幅度调制（PAM），脉冲频率调制（PFM）和脉冲密度调制(PDM)等多种调制技术的组合控制，电路易于滤波，制造成本低，适用性高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高频高压放电电源电路，尤其涉及一种高功率因数介质阻挡放电电源电路。
技术介绍
介质阻挡放电(DBD)的原理是绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电，又称介质阻挡电晕放电或无声放电，在放电过程中会将空气电离，从而产生等离子体；可广泛应用于产生臭氧，高分子和金属薄膜及板材的改性，接枝、表面张力的提高、清洗和亲水改性中。介质阻挡放电电源泛指能够实现介质阻挡放电的驱动电源，介质阻挡放电电源广泛应用于臭氧放生器、电晕机、UV紫外线光固机、电火花机、等离子射流装置等。由于介质阻挡放电产生的条件要求高频和高压，所以驱动电源要求能够产生高频和高压的交流电压 输出，此类电源电路一般包含整流电路和逆变电路，控制上要求能够实现电压和频率的调节，而传统的介质阻挡放电电源电路的整流电路和逆变电路种类为第一类、不可控整流电路结合半桥式逆变电路；第二类、不可控整流结合全桥逆变电路；第三类、晶闸管全桥整流电路结合全桥逆变电路，参看图I;第一类电源电路由于电路结构过于简单，此电路只能采取脉冲频率调制(PFM)的控制方法，整流部分不可控，逆变电路部分交流输出电压不可调，同时电源功率因数低，直流侧输入电压低，并且逆变电路易产生中点漂移现象；第二类电源电路，此电路的整流部分不可控，逆变电路部分交流输出电压的幅值不可调，还有电源功率因素低，全桥结构中高频脉冲变压器易产生直流脉冲磁化现象，电路复杂，制造成本高;第三类电路，此类电路由于整流部分采取移相控制，因此在调节直流侧电压时会导致电源输入功率因数过低，并且驱动电路设计相对复杂(包含晶闸管驱动电路和IGBT驱动电路两部分)，制造成本高，可靠性低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高功率因数介质阻挡放电电源电路，它具有功率因素高、电路结构简单、制造成本低和适用性高的优点。本专利技术是这样来实现的，一种高功率因数介质阻挡放电电源电路，其特征在于它包括交流输入电感LI、L2，二极管01、02、03、04，直流分压电容(1工2，半导体开关器件51、S2、S3、S4,高频升压变压器T及负载Z ;其中半导体开关器件S3的一端与S4的一端相连，直流分压电容Cl的一端与直流分压电C2的一端相连，二极管D2的阳极与D3的阴极相连，半导体开关器件S3的另一端、直流分压电容Cl的另一端以及二极管D2的阴极均与二极管Dl的阴极相连，半导体开关器件S4的另一端、直流分压电容C2的另一端以及二极管D3的阳极均与二极管D4的阳极相连；二极管Dl的阳极与二极管D4的阴极相连；交流输入电感LI的一端和交流输入电感L2的一端输入交流电，交流输入电感LI的另一端连接在二极管D1、D4之间，交流输入电感L2的另一端连接在二极管D2、D3之间；半导体开关器件SI与二极管D4并联，半导体开关器件S2与二极管D3并联；高频升压变压器T的输入线圈的两端分别连在直流分压电容Cl、C2之间和半导体开关器件S3、S4之间，高频升压变压器T的输出线圈的两端分别连接在负载Z的两端。所述的半导体开关器件为IGBT、MOSFET、GTO中的一种。本专利技术的技术效果是本专利技术整流部分采用全控件，直流电源可调，可实现脉冲幅度调制(PAM)，脉冲频率调制(PFM)和脉冲密度调制(PDM)功能，同时还具有功率因素高，能够主动进行功率因素校正，易于滤波，生产成本低，适用性高的优点。附图说明图I是现有技术中采用不可控整流电路结合半桥式逆变电路的电路图。图2是现有技术中采用不可控整流结合全桥逆变电路的电路图。 图3是现有技术中采用晶闸管可控整流加全桥逆变电路的电路图。图4是本专利技术的半导体开关器件以IGBT为例的电路图。图5是本专利技术的工作过程电路图。具体实施例方式如图4、5所示，本专利技术是这样来实现的，一种高功率因数介质阻挡放电电源电路，它包括交流输入电感LI、L2，二极管Dl、D2、D3、D4，直流分压电容Cl、C2，半导体开关器件SI、S2、S3、S4,高频升压变压器T及负载Z ;其中半导体开关器件S3的一端与S4的一端相连，直流分压电容Cl的一端与直流分压电C2的一端相连，二极管D2的阳极与D3的阴极相连，半导体开关器件S3的另一端、直流分压电容Cl的另一端以及二极管D2的阴极均与二极管Dl的阴极相连，半导体开关器件S4的另一端、直流分压电容C2的另一端以及二极管D3的阳极均与二极管D4的阳极相连；二极管Dl的阳极与二极管D4的阴极相连；交流输入电感LI的一端和交流输入电感L2的一端输入交流电，交流输入电感LI的另一端连接在二极管D1、D4之间，交流输入电感L2的另一端连接在二极管D2、D3之间；半导体开关器件SI与二极管D4并联，半导体开关器件S2与二极管D3并联；高频升压变压器T的输入线圈的两端分别连在直流分压电容Cl、C2之间和半导体开关器件S3、S4之间，高频升压变压器T的输出线圈的两端分别连接在负载Z的两端。本专利技术电路拓扑结构中，半导体开关器件以IGBT为例，但不仅限于此，也可采用M0SFET、GT0全控型半导体器件。本专利技术电路的工作过程是这样的，输入信号控制半导体开关器件S1、S2、S3、S4的工作，并且独立工作互不影响，当输入的交流电压Uac处于正半周，整流部分电路，LI处电位高于L2处电位，D1、D3导通，SI开启，S2关闭，构成Uac、LI、D1、Cl、C2、D3、L2回路以及Uac、Ll、Sl、D3、L2回路，完成功率因素校正以及对Cl与C2之间的直流电压脉冲幅度调制，同时对Cl、C2进行充电；逆变部分电路，Cl的上端为高电位，此时S3导通，S4关闭，构成Cl、S3、T回路，通过T对输入的电压的升压，使得适当电压和频率的电压加载于负载R上。当输入的交流电压Uac处于负半周，L2处电位高于LI处电位，D2、D4导通，S2开启，SI关闭，构成Uac、L2、D2、Cl、C2、D4、Ll回路以及Uac、L2、S2、D4、LI回路，完成功率因素校正以及对Cl与C2之间的直流电压脉冲幅度调制，同时对C1、C2进行充电；逆变部分电路，C2的上端为高电位，此时S4导通，S3关闭，构成C2、S4、T回路，通过T对输入的电压的升压，使得适当电压和频率的电压加载于负载R上。输入的交流电压Uac处于正、负半周，LI、L2完成整流滤波，SI、S2、S3、S4均可以通过输入信号实现主动控制，使用本专利技术针对输出电压和电流进行锁相控制，可以大大提高了功率因数，并且根据需要，认为调节需要的功率因数，提高了电路的适用性，逆变部分电路可采用脉冲频率调制(PFM)或者脉冲密度调制(PDM)。权利要求1. 一种高功率因数介质阻挡放电电源电路，其特征在于它包括交流输入电感LI、L2，二极管01、02、03、04，直流分压电容(1、02，半导体开关器件31、S2、S3、S4，高频升压变压器T及负载Z ;其中半导体开关器件S3的一端与S4的一端相连，直流分压电容Cl的一端与直流分压电C2的一端相连，二极管D2的阳极与D3的阴极相连，半导体开关器件S3的另一端、直流分压电容Cl的另一端以及二极管D2的阴极均与二极管Dl的阴极相连，半导体开关器件S4的另一端、直流分压电容C2的另一端以及二极管D3的阳极均与二极管D4的阳极相连；二极管Dl的阳极与二极管D4的阴极相连；交本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵冉，
申请(专利权)人：南昌工程学院，
类型：发明
国别省市：