[发明专利]大功率高频高压电源

说明书

技术领域

     本发明涉及一种大功率高频高压电源装置。

背景技术

随着高频高压变压器的出现，新型的高频高压电源取代传统的工频电源成为一种趋势。现有的大功率高频高压电源，虽然性能可靠并已投入使用，但还存在以下问题：

1、现有的大功率高频高压电源产生大量的谐波污染，而且电源效率低，功率因素小，输出电压脉动大，供电效率低。

2、现有的大功率高频高压电源控制系统复杂，一体化安装困难。

3、现有的大功率高频高压电源采用交流移相调压，使得输出高压波形比较单一，除尘用时对高浓度粉尘，高比电阻粉尘等工况的适应性比较差。

发明内容

   为了克服现有的大功率高频高压电源所存在的上述问题，本发明的目的是提供一种大功率高频高压电源，该电源具有大功率高频高压输出；采用LCC谐振电路的IGBT逆变回路；采用先进DSP数字控制技术，电路结构简洁可靠，输出电压波形稳定，输出功率可调，安装一体化。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

   一种大功率高频高压电源，其特征在于：该电源包括熔断丝、相电流传感器、三相滤波器、三相全桥整流电路、逆变电路、谐振电容、谐振电流传感器、高频变压器、高压硅堆整流模块、二次电流电压传感器及控制单元；熔断丝依次通过相电流传感器、三相滤波器与三相全桥整流电路连接，三相全桥整流电路与逆变电路通过电缆连接；谐振电容和谐振电流传感器的一端与逆变电路连接，另一端与高频变压器的原边连接；高频变压器的两个副边通过高压硅堆整流模块与二次电流电压传感器相连；相电流传感器、逆变电路、谐振电流传感器及二次电流电压传感器均与控制单元连接。

本发明中，一组谐振电容C1-C5并联和高频变压构成LCC谐振电路。高频变压器由分裂式绕组变压器组成。高压硅堆整流模块由一组二极管D7-D14组成。控制单元采用DSP芯片采集处理电源内部数据，通过485通信与相电流传感器、逆变电路和谐振电流传感器及二次电流电压传感器相连。

本发明中，熔断丝与三相市电相连。三相市电经熔断丝与三相滤波器相连，电路经三相滤波器出来后依次与三相桥式整流电路、全桥逆变电路、滤波电容、高频变压器、高压硅堆整流相连。霍尔传感器接在熔断丝与三相滤波器之间、变压器与逆变电路之间及高压硅堆整流后。

   本发明中，三相380V市电经三相全桥整流滤波电路后得到530V直流，通过IGBT逆变电路后得到20KHZ的高频电压，再通过高频变压器的升压及高压硅堆整流最后得到高频高压的脉动直流负压。

   本发明中控制单元采用DSP数字控制技术，通过DSP单元产生0—3V的PWM脉冲，经过隔离电路及放大电路最终产生可以驱动IGBT开关断的电压信号，通过对PWM波宽度的调节及IGBT开关频率的调节，实现对最终输出脉动直流高压的控制，使电源输出功率实现可调，达到合理利用资源的目的。

本发明中直流电压经IGBT组成的逆变桥，谐振电容及高频变压器组成高频谐振式逆变电路。主回路串联谐振，构成准恒流源。设开关频率和串联谐振频率分别为fs和fr，当满足fs≦1/2fr，谐振电路工作于不连续导电模式。主回路采用串联谐振，一方面使IGBT工作在零电流开通和零电流关断模式，可大大减少IGBT的开关损耗，减少IGBT的温升；另一方面，减少进入高频变压器的高次谐波，减少变压器及硅堆的损耗。

本发明将三相市电经滤波整流后逆变得到高频交流，经变压器升压后再由硅堆整流得到高频高压负直流电压，电源内部数据经光耦隔离电路及模拟电路处理后由DSP进行控制，从而使电源系统输出电压实现可控。

与现有技术相比，本发明谐波污染，电源效率高，供电效率高；控制系统采用先进DSP数字控制技术，电路结构简洁可靠，输出电压波形稳定，输出功率可调，安装一体化。

附图说明

图1是本发明的系统原理图。

具体实施方式

结合附图详细介绍本发明。