[发明专利]一种用于电晕放电法等离子体污水处理系统的高效脉冲电源

说明书

本发明属于高压电源技术领域，涉及一种用于电晕放电法等离子体污水处理系统的高效高压脉冲电源，主体结构包括三相工频整流滤波电路、Γ‑ZSdc‑dc升压电路、倍压整流电路和电压耦合电路；三相工频整流滤波电路采用传统三相工频二极管整流电路和LC滤波电路组成，Γ‑ZSdc‑dc升压电路包括Γ‑ZS网络电路和H桥电路，Γ‑ZS网络的输入端和输出端分别与所述三相工频整流滤波电路的输出端和所H桥电路相连，倍压整流电路复用Γ‑ZSdc‑dc升压电路的H桥电路，还包括高频高匝比变压器的第二绕组和第三绕组以及电容‑二极管对，倍压整流电路的输出端接电压耦合电路的保护电阻和滤波电感，其能量损耗少，效率和可靠性高，节省空间和成本。

技术领域：

本发明属于高压电源技术领域，涉及一种用于电晕放电法等离子体污水处理系统的高效高压脉冲电源。

背景技术：

离子体污水处理系统因为适用面广、有机物去除率高以及不带来二次污染等优势，是污水处理领域比较理想的方法而得到国内外广泛关注，如文献马东平.低温等离子体在废水处理中的应用及其机理的研究[D].兰州：西北师范大学，2007。其中高频脉冲放电技术和高频脉冲电源成为污水处理系统的技术关键，产生低温等离子体的方法常见的有：电子束照射法、介质阻挡放电法、表面放电法及电晕放电法等，大部分高频脉冲电源都是采用两级结构：前级二极管不控整流，后级全桥(半桥)逆变电路结构，如文献“武海霞，嵇保健.等离子体污水处理高压直流电源研究[J]电力电子技术，2013,47(5)：74-75”以及“李艳红.AC_DC气液两相放电废水处理电源的研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2008”。电晕放电法由于其结构简单，成本低而得到业界的青睐。电晕放电法以流光放电模式工作，能够得到低温等离子体。满足一定条件的高频交流电压叠加上高压直流电压能够实现流光放电，

文献“姜学东.交直流叠加高频高压开关电源及其放电等离子体在多种污染物治理中的应用研究[D].北京：北京交通大学，2017”设计了两个单独的直流电压和交流电压相叠加而得到的交直流电源，能够实现低温等离子体，在污水处理系统中效果明显。但是，该电路结构复杂，样机性价比不高，两套三相整流电路和两套H桥电路造成了系统硬件成本的翻倍和控制系统的复杂化。CN 103219913A公开了一种用于等离子体污水处理系统的高压脉冲电源，提出用一套三级电路实现高频高压交直流脉冲电压，该电路采用两级全桥电路实现电路的高电压增益，第三级电路采用多绕组高频变压器实现5倍压的直流电压的升压功能，同时，用第4绕组获得所需交流电压，通过交直流耦合电路得到高压高频交直流电，虽然完美的解决了交直流电源分别用两套单独电路提供的弊病，同时利用两级升压和倍压整流电路实现了高压可调功能，但是，两级全桥电路的引入，增加了大功率可控开关及相关控制电路。硬件电路的增加不仅增加了系统的重量、体积及成本，同时带来了系统故障率的增加和效率低下等缺点。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，针对高频高压交直流电源所面临的多级电路硬件成本高、整体效率低下等缺点，提出融合Γ-ZSdc-dc技术和倍压整流技术于一体的两级高压交直流脉冲电源，采用单级电路实现两级升压功能，进而在倍压整流技术下得到高压直流电压，同时采用第四绕组生成的交流电压叠加到高压直流电压上得到可用于等离子体的高压脉冲电源。