[发明专利]等离子电源装置

说明书

等离子电源装置，包括交流电源AC、整流电路、升压斩波电路、逆变电路和变压器。本发明的等离子电源装置，在没有电容、电感等被动组件的情况下能够通过控制逆变器部开关的频率和脉冲幅度来提升输出电功率密度，在负载(气炬或DBD)热化、老化而导致的阻抗和电容的变化时也可以产生高电功率密度的输出；另外由于未使用电功率变换装置的继电器等，延长了电源装置的使用寿命，降低了成本。

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种用于等离子设备的电源装置。

背景技术

等离子设备在洗涤、切割、焊接等领域得到越来越广泛的应用，比如采用高精度等离子洗涤装备对半导体以及LCD显示屏、光学装备、PCB、塑胶片等进行清洗来实现高精度的要求，用于洗涤的等离子气炬功率为2000W-10000W，工作电压为6-15KV，属于大功率设备。

现有技术是将常压等离子电源装置的变压器输入端额外的增加了的L(Reactor)或者C(Capacitor)，L(Reactor)或者C(Capacitor)串联或者并联连接，使其可变后，使用时随着气炬的特性，被动的调整功率密度的方法。随着负载(气炬)温度变化、热化的特性变化和时间的流逝的磨损问题，导致热量升高、效率降低，负载自身参数(如电容、阻抗)发生变化致使电源的效率降低、输出密度减小，此时需要通过人工调节变压器输入端的L(Reactor)或者C(Capacitor)值来提升电源效率，用这种方法将无法应对L、C的温度特性等的变化，因此会有高功率密度输出的局限。另外，需要安装触点继电器和电网开关M/C等导致电源装置的寿命低下。

发明内容

为了解决现有等离子电源装置存在的上述问题，本发明提供了一种高密度电功率输出的等离子电源装置。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：等离子电源装置，包括交流电源AC、整流电路、升压斩波电路、逆变电路和变压器，交流电源连接由二极管构成的整流电路的输入端，整流电路输出端连接升压斩波电路的输入端，升压斩波电路的输出端连接逆变电路，逆变电路的输出端连接变压器，变压器的输出端连接负载；交流电源AC的电流通过整流电路转化为直流电流，整流电路输出的直流电流通过升压斩波电路升压和消除延迟之后通过逆变电路将直流转化为交流输送给变压器，根据负载的变化或电源效率对逆变电路的开关频率和脉冲幅度进行控制来提高电源效率。

所述变压器输入端串联连接电容C。

所述负载为气炬或DBD负载。

本发明的等离子电源装置，在没有电容、电感等被动组件的情况下能够通过控制逆变器部开关的频率和脉冲幅度来提升输出电功率密度，在负载(气炬)热化、老化而导致的阻抗和电容的变化时也可以产生高电功率密度的输出；另外由于未使用电功率变换装置的继电器等，延长了电源装置的使用寿命，降低了成本。

附图说明

图1是本发明等离子电源装置电路原理图。

图2是本发明等离子电源装置功率密度计算原理图。

图3是等离子电源装置输出高电功率密度时，电压、电流波形图。

图4是等离子电源装置输出低电功率密度时，电压、电流波形图。

图5是本发明等离子电源装置实施例一通过控制逆变器开关时间来控制频率输出的电压、电流波形图。

图6是本发明等离子电源装置实施例二通过控制逆变器开关时间来控制频率输出的电压、电流波形图。

图7是本发明等离子电源装置实施例三通过控制逆变器开关时间来控制脉冲幅度输出的电压、电流波形图。

图8是本发明等离子电源装置实施例四通过控制逆变器开关时间来控制脉冲幅度的电压、电流波形图。

具体实施方式