便携式变频高压直流电源制造技术

便携式变频高压直流电源，包括高压逆变单元、一次升压单元、脉冲振荡控制单元、倍压整流单元和高压测量单元。辅助供电输出的直流电输入到高压逆变单元，使之逆变成交流电。调节脉冲振荡控制单元控制高压逆变单元的工作频率，再将高压逆变单元输出的交流电通过一次升压单元和倍压整流单元输出到高压测量单元，输出高压直流电。本发明专利技术采用可控硅Q1作为高压逆变单元的核心器件，使高压电源在工作时稳定性更强,适用范围更广，效率更高。本发明专利技术中的脉冲振荡控制单元利用TL494的变频功能，实现对整体电路工作频率的改变，使电路在工作时处于高频状态，不产生噪音。其主要特点是体积小，重量轻，便于安装与维护，取材方便，成本低，便于携带运输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直流电源，尤其是一种便携式变频高压直流电源，属于电气电子

技术介绍
传统高压电源多数采用220V工频交流电源经升压、整流滤波而获得直流高压。但其通常需要体积大且笨重的工频变压器与体积和重量都很大的滤波器。随着电力电子技术的发展，开关电源因其高频节能等特点发展起来，与传统相比，开关电源具有低发热量、能量损耗小、工作效率高等特点。但是到目前为止，对于高压直流电源技术的研究，国外拥有核心技术，并对该领域的研究技术具有主导趋势，特别是国外的特种产品对我国禁运，严重限制了我国电力电子设备的市场竞争力，因此开展高压直流电源的研发，对提高我国高压直流电源技术水平具有重要意义。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种体积小、方便携带运输， 并且工作稳定,成本低的便携式变频高压直流电源。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是便携式变频高压直流电源，包括高压逆变单元、一次升压单元、脉冲振荡控制单元、倍压整流单元和高压测量单元。辅助供电输出的直流电输入到高压逆变单元，使之逆变成交流电。调节脉冲振荡控制单元控制高压逆变单元的工作频率，再将高压逆变单元输出的交流电通过一次升压单元和倍压整流单元输出到高压测量单元，输出高压直流电。本专利技术将脉冲振荡控制单元与高压逆变单元的结合，通过调节脉冲振荡控制单元控制高压逆变单元的工作频率。本专利技术将二次升压后的高压直流电的输出端与高压测量单元相连接，通过高压测量单元能时刻观察到输出电压和电流的大小，以方便监测电源输出的电压电流是否线性可调。本专利技术采用可控硅Ql作为高压逆变单元的核心器件，使高压电源在工作时稳定性更强，适用范围更广，效率更高。本专利技术中的脉冲振荡控制单元利用TL494的变频功能，实现对整体电路工作频率的改变，使电路在工作时处于高频状态，不产生噪音。其主要特点是体积小，重量轻，便于安装与维护，取材方便，成本低，便于携带运输。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是便携式变频高压直流电源内部电路连接框图。图2是便携式变频高压直流电源电路结构框图。图3是便携式高压逆变单元电路原理图。图4是可控硅Ql波形图。图5是倍压整流单元电路原理图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。给予本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图I和图2所示便携式变频高压直流电源，包括高压逆变单元、一次升压单元、脉冲振荡控制单元、倍压整流单元和高压测量单元。辅助供电输出的直流电输入到高压逆变单元，使之逆变成交流电。调节脉冲振荡控制单元控制高压逆变单元的工作频率，再将高压逆变单元输出的交流电通过一次升压单元和倍压整流单元输出到高压测量单元，输出高压直流电。所述的高压测量单元由电流表和高压测量电阻组成。如图3所示辅助供电的正极同时连接到电感L的输入端和电容Cl的正极端，电感L的输出端同时连接可控娃Ql的正极端、二极管Dl的负极端、电阻R6的输入端、电容C3的输入端。电阻R6的输出端连接电容C5的输入端，电容C3的输出端连接变压器Tl初级 线圈的一端。辅助供电的负极同时连接电容Cl的负极端、可控硅Ql的负极端、二极管Dl的正极端、电容C5的输出端、变压器初级线圈的另一端。脉冲振荡控制单元信号输出端连接到可控硅Ql的触发极。如图5所示变压器次级线圈的一端同时连接电容C的输入端和二级管Kl的正极端。变压器次级线圈的另一端连接电容C’的输入端，电容C’的输出端同时连接二极管Kl的负极端和二极管ΚΓ的正极端，二极管ΚΓ的负极端连接电容C的输出端。工作原理高压逆变单元可以将辅助供电输出的直流电有效地转换成交流方波电。通过一次升压单元对高压逆变单元输出的电压进行一次升压，达到一定的输出电压。电压输入端输入直流电，经L和Cl进行滤波，确保较好的直流电供入到高压逆变单元的输入端。高压逆变单元工作频率的高低是通过调节脉冲振荡控制单元输出信号实现的，如图3所示。脉冲振荡控制单元主要核心部件是TL494集成模块，可以通过其管脚连接方式的不同，使TL494实现输出脉冲控制信号，将该信号传给高压逆变单元中的可控硅Q1，控制可控硅Ql的导通关断时间进而控制高压逆变单元的工作频率。当触发信号使可控硅Ql导通时，外部供电电源向电感L储能，电容C3通过可控硅Ql和Tl的初级线圈构成一个震荡电路，在振荡的前半个周期，振荡电流正向通过可控硅Ql，使其电流加强，并将能量储存Tl初级线圈中，其中在Tl初级线圈中的电流方向为自下而上；在震荡电路的后半个周期，震荡电流反向流过可控硅Q1，使其电流变小降为0，剩余的电流通过续流二极管流动，将Tl初级线圈中的能量在储存在C3中，在Dl上的管压降就保证了可控硅的可靠关断，Tl初级线圈中的电流方向为自上而下；在完成上述一个周期后，在变压器上产生一个方波电压，进而有效实现可控硅的逆变过程。当Tl初级线圈通过二极管Dl对电容C3进行反充电时，会在可控硅Ql两端产生一个反向电压，为了防止击穿可控硅Q1，在可控硅Ql两端并联了 R6、C5吸收回路，以减小开关管Ql的关断电压尖峰。通过示波器观察可控硅Ql工作时的波形。从图4的波形中可以看出，可控硅Ql的导通时间小于它的截止时间，以避免可控硅Ql因连续长时间工作发热而导致不稳定的工作状态，使可控硅产生良好的工作效果。从图4的波形也可看出，逆变尖端拉开的较长，证明高压逆变单元处于良好的逆变工作状态。经一次升压后的交流电输入到倍压整流单元，其电路如图5所示。主要利用二极管的单向导通性和电容不断充放电功能，实现对电压升压和对电流的整流，使交流电转换成直流电。当经过一次升压后的电压输出到倍压整流单元的输入端时，由于二极管的单向导电性，在前半个周期时电压首先通过二极管ΚΓ对电容C’进行充电，在后半个周期储存在电容C’上的电量通过二极管Kl对电容C进行充电。如此反复循环，对电容C和电容C’不断的充电放电，电压在电容上不断累积，并且随着倍压级数的增加，输出电压越来越高，最终得到想要的高压直流电。将倍压整流单元输出的电压输入到高压测量单元，可以实现对输出电压和电流的随时测量和监控，以便对输出电压和电流的调节。高压测量电路如图I所示，它是由测量电阻和电流表组成。将以上各单元在工作时按照图I正确连接。辅助供电需要6根连接线通过14脚供电插件连接到便携式变频高压直流电源的输入端，可以有效的避免辅助供电因为连线过多造成短路。 最后将以上各单元封装到密封箱中，就可以做成一台便携式变频高压直流电源。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本专利技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离专利技术的精髓或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本专利技术将不会被限制于本文所示的这本文档来自技高网...

【技术保护点】
便携式变频高压直流电源，其特征在于：包括高压逆变单元、一次升压单元、脉冲振荡控制单元、倍压整流单元和高压测量单元；辅助供电输出的直流电输入到高压逆变单元，使之逆变成交流电，调节脉冲振荡控制单元控制高压逆变单元的工作频率，将高压逆变单元输出的交流电通过一次升压单元和倍压整流单元输出到高压测量单元，输出高压直流电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓玉福，刘宏军，马跃，詹征，谷珊，
申请(专利权)人：沈阳师范大学，
类型：发明
国别省市：