[发明专利]多变压器组合的超高电压发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路，特别涉及到一种高压电源装置。

背景技术

当前，等离子技术已得到广泛的应用，用等离子体处置工业有害物质、医疗垃圾、生活垃圾的方式与一般的焚烧方式大不一样，等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，放电作用使得工作气分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，被处理的工业有害物质、医疗垃圾、垃圾废物受到高温高压的等离子体冲击时，其分子、原子将会重新组合而生成新的物质，从而使有害物质变为无害物质。在处置工业有害物质、医疗垃圾、生活垃圾等离子体设备中需要高压引弧电源。

用等离子体喷枪加热分解水蒸气做气化剂来气化煤或垃圾将成为今后的首选，在常压条件下，温度在2000K时水分子几乎不分解，2500K时有25%的水发生分解，3400～3500K时氢气和氧气的摩尔分数达到最大，分别为18%和6%，当温度达到4200K时，水分子将全部分解为氢气、氢、氧气、氧和氢氧原子团，一般的加热方式难以达到这么高的温度，而使用等离子体喷枪则很容易做到，这类等离子体喷枪需要高压电源进行引弧。

为了增加等离子体电弧的能量及延长等离子体电弧的作用时间，需使阴极与阳极之间的距离足够长，要求引弧电源提供足够高的引弧电压。但现有的高压电源中的使用单个高压变压器,由于需考虑次级反射因素或受到磁芯窗口的限制，单个高压变压器的变压比受到限制，使输出电压不够高，存在不能满足长距离引弧要求的缺点。

发明内容

本发明的目的是要克服现有高压电源不能满足长距离引弧要求的缺点，提供一种多变压器组合的超高电压发生装置，输出足够高的引弧电压，以满足等离子体装置长距离引弧的要求，在处置工业有害物质、医疗垃圾、生活垃圾时的能量更高和效率更高。

本发明的一种多变压器组合的超高电压发生装置，包括变压器单元，其特征是超高电压发生装置由中间变压器单元（T1）和多个高压变压器单元组成，其中，中间变压器单元（T1）包括一次侧线圈（Wa）和二次侧线圈（Wb），一次侧线圈（Wa）和二次侧线圈（Wb）进行嵌套设置，一次侧线圈（Wa）设置在内层；高压变压器单元包括初级线圈和次级高压线圈，初级线圈和次级高压线圈进行嵌套设置，次级高压线圈设置在外层；多个高压变压器单元的初级线圈相互之间连接后构成初级侧电气回路，多个高压变压器单元的次级高压线圈相互之间进行顺向叠加输出，中间变压器单元（T1）的一次侧线圈（Wa）有第一输入端（1）和第二输入端（3）接入，中间变压器单元（T1）的二次侧线圈（Wb）的二个出线端连接到多个高压变压器单元构成的初级侧电气回路。

本发明中，中间变压器单元（T1）中的一次侧线圈（Wa）有中心抽头（2）接出；多个高压变压器单元的初级线圈相互之间以下列其中一种方式进行连接：第一种方式，各高压变压器单元的初级线圈相互之间以同名端并联方式进行连接；第一种方式，各高压变压器单元的初级线圈相互之间以顺向串联方式进行连接。本发明的优选方案为各高压变压器单元的初级线圈相互之间以顺向串联方式进行连接；高压变压器单元为二个以上。

本发明在高压电源装置中应用，采用开关电源技术，当工作频率大于400千周时，各变压器为空心变压器，均不需使用磁芯；当工作频率为1-400千周时，在各变压器中需使用铁氧体磁芯，各变压器中的一次侧线圈、二次侧线圈或初级线圈、次级高压线圈分别安装在各自的铁氧体磁芯上。

本发明采取多变压器组合的措施进行超高电压输出，使高压电分别在多只变压器次级高压线圈上产生，进行高压电叠加输出，大大提高了输出电压，以满足等离子体装置的长距离引弧的要求；同时，减小了次级高压线圈的反射应力，避免开关器件损坏。所述超高电压为30万伏以上的高电压。

本发明应用时，在中间变压器单元（T1）的一次侧线圈（Wa）的二端分别连接有功率开关管。本发明的工作原理是：分别连接在中间变压器单元（T1）的一次侧线圈（Wa）二端的功率开关管交替导通或截止，使中间变压器单元（T1）的二次侧线圈（Wb）有功率输出，中间变压器单元（T1）二次侧线圈（Wb）的高频电能输入到多个高压变压器单元构成的初级侧电气回路中，使多个高压变压器单元的次级高压线圈有功率输出，各高压变压器次级高压线圈的功率输出产生高电压进行叠加输出，形成超高电压提供给等离子体装置进行长距离引弧操作。本发明中，次级高压线圈输出的电压由Vin×N2／N1×T00／T×n确定，其中Vin为单个高压变压器初级线圈的输入电压，N2为单个高压变压器次级高压线圈的匝数，N1为单个高压变压器初级线圈的匝数，T00／T为占空比，n为高压变压器的数量。