[发明专利]一种太阳能供电的便携式微秒脉冲高压电源

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种太阳能供电的便携式微秒脉冲高压电源，属于能源动力技术领域。

背景技术

低温等离子体因在环境污染治理、医学杀菌、材料改性及流动控制等领域具有独特的优越性而愈加受到广泛的应用。用于产生低温等离子体的高压电源主要有高频交流电源、微秒脉冲电源与纳秒脉冲电源。与其他几种类型的电源相比，微秒脉冲电源具有能量效率高，结构简单，稳定性好，制作成本低，激励反应器放电效果好等优势，因此特别适合于工业、医疗、生物领域的推广应用，尤其是如采用蓄电池供电的便携式微秒脉冲高压电源，在具有以上优势的同时还有方便灵活的特点，可以很好的应用在野外作业或供电困难的地方；加之地球能源日益枯竭，环境污染日益严重，节能环保的观念深入人心，可再生清洁能源的使用成为当前研究热点，因此研制出采用清洁能源供电的节能环保型便携式微秒脉冲高压电源十分具有意义，且应用前景更加广泛。

现有的高压脉冲电源多采用市电进行供电，如专利CN101924489A中所述的非热等离子体脉冲电源，在脉冲发生器的输出端设有电流检测电路且在脉冲变压器输出端接有异常状态保护电路，确保了电源用于激励产生低温等离子体的基础上安全稳定的运行，但是需要在稳定的市电供应下才能正常运行，不满足便携性要求。部分电源为了提高便携性采用了蓄电池供电，如专利CN106899060A中所述的微秒脉冲电源，它通过锂电池组对整个电源装置进行供电，降低了对市电的依赖，提高了便携性，并通过逆变器以及可控硅调压装置实现输出脉冲电压的连续调节，但工作时间受电池容量限制，无法长时间持续使用。为了提高电源的持续工作时间及实现节能环保的目的，有些电源采用了太阳能与市电联合供电，如专利CN103475258A中所述的可调放电参数高压脉冲电源，其供电单元由光伏组件与市电共同组成，且在供电单元内部具有通道选择器，可以在光伏与市电之间进行切换，节能的同时实现了持续稳定供电，但是其光伏组件由12块35V/275W的光伏板组成，体型巨大，适用于大功率应用场合，而对于需要灵活携带的小型低温等离子体反应器应用场合则并不适用。

发明内容

本发明提出的是一种太阳能供电的便携式微秒脉冲高压电源，针对现有技术存在的问题，采用可再生清洁能源-太阳能电源进行直接供电，节能环保；且电源整体为紧凑型设计，体积小巧，方便携带；同时电源具有智能切换供电模式的功能，优先采用太阳能直接供电，阳光不足时切换到蓄电池供电，可实现长时间持续稳定工作。

本发明的技术解决方案：一种太阳能供电的便携式微秒脉冲高压电源，其结构包括供电模块100、智能控制模块200、直流调压模块300、初级脉冲发生模块400及脉冲升压模块500；其中供电模块100连接智能控制模块200，智能控制模块200连接直流调压模块300，直流调压模块300连接初级脉冲发生模块400，初级脉冲发生模块400连接脉冲升压模块500。

本发明的优点：

1）以可再生清洁能源-太阳能直接供电作为主供电方式，硅能蓄电池作为辅供电方式，蓄电池由太阳能充电，工作过程中完全采用清洁能源，节能环保；

2）电源采用紧凑型设计，使用可折叠式太阳能板，体积小巧，方便携带；

3）电源配有智能控制模块可根据阳光强弱智能切换供电方式，操作方便，适应性强，可长时间持续稳定使用；

4）适用于驱动材料处理、生物医学、环境污染治理及流动控制等多种应用中的小功率低温等离子体反应器。

附图说明

附图1是太阳能供电的便携式微秒脉冲高压电源的结构示意图。

附图2是太阳能供电的便携式微秒脉冲高压电源的电路原理图。

附图3 是电源控制面板结构示意图。

附图4 是电源供电方式智能切换原理图。

附图5 是太阳能单元展开示意图。

附图6 是太阳能单元折叠后示意图。

附图7 是本发明驱动水中放电电压电流波形图。

附图8是本发明驱动水中放电发光图。

附图中100是供电模块，200是智能控制模块，300是直流调压模块，400初级脉冲发生模块，500是脉冲升压模块，600是电源控制面板，101是太阳能单元，102是蓄电池，401是驱动电路，402是IGBT斩波电路，403是保护电路，601是太阳能供电指示灯，602是蓄电池供电指示灯，603是太阳能充电指示灯，604是频率显示屏，605是调压旋钮，606是太阳能充电控制按键，607是脉冲频率增加按键，608是脉冲频率减小按键。