專利名稱：中高頻臭氧發(fā)生器用大功率電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電源技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說涉及中高頻臭氧發(fā)生器用大功率電源的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
近年來，臭氧應(yīng)用技術(shù)在國內(nèi)外得到了迅速發(fā)展，尤其是在大中型自來水廠的供水殺菌消毒以及污水、中水、游泳池等的殺菌消毒方面都得到了廣泛應(yīng)用。臭氧殺菌以其不可替代的優(yōu)勢必將成為殺菌消毒技術(shù)未來的發(fā)展方向，其應(yīng)用日益普遍。
然而，我國工業(yè)用的大型臭氧發(fā)生器幾乎完全依靠進(jìn)口。進(jìn)口大型臭氧發(fā)生器不僅價格昂貴，而且維護(hù)困難，成了制約我國推廣應(yīng)用臭氧技術(shù)的瓶頸。臭氧產(chǎn)生的關(guān)鍵技術(shù)，是臭氧發(fā)生器專用大功率中高頻電源。臭氧的產(chǎn)生效率與電源的頻率成正向增長關(guān)系，提高臭氧發(fā)生電源的頻率一直受到各國臭氧界的重視。
本實用新型的目的，就在于克服上述缺點(diǎn)和不足，提供一種工作頻率高，輸出電壓高，輸出功率大，生產(chǎn)成本便宜，維修簡單，適用于大中型臭氧發(fā)生器，以滿足國內(nèi)生產(chǎn)的各種臭氧發(fā)生裝置的需求的中高頻臭氧發(fā)生器用大功率電源。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，本實用新型至少包括連接在380V三相交流市電上的輸入電磁(EMC)濾波器，與輸入EMC濾波器連接的交流電抗器，與交流電抗器連接的交流開關(guān)，與交流開關(guān)連接的整流橋，與整流橋連接的逆變器，與逆變器連接的交流濾波器，與交流濾波器連接的逆變升壓變壓器以及分別與輸入EMC濾波器輸出端、交流開關(guān)的交流輸入控制端、逆變器的脈寬調(diào)制驅(qū)動端和逆變器的輸出端連接的微處理器控制電路。逆變升壓變壓器的輸出即為本電源的輸出。逆變器采用絕緣柵雙極晶體管模塊制造。
輸入EMC濾波器用于防止頻率大于9KHz的高頻輻射或?qū)w干擾。安裝EMC濾波器后，可使臭氧電源對工業(yè)級的無線電噪聲抵御能力更強(qiáng)，確保電源在不同環(huán)境中穩(wěn)定工作。
交流電抗器用于消除基頻50Hz的高奇次諧波電流，特別是整流性負(fù)載等非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波。增加交流電抗器能在很大程度上消除諧波電流，使輸入電流波形接近正弦，提高功率因數(shù)；同時又可保護(hù)逆變器不受電源尖脈沖的影響。
為了防止開機(jī)時產(chǎn)生的大電流沖擊，在交流開關(guān)輸入與輸出端跨接了一個大功率電阻，用來限制開機(jī)前對電容的充電電流。當(dāng)檢測電路檢測到電容C上建立了一定電壓時，交流開關(guān)才能自動吸合。這就有效防止了對電網(wǎng)與器件的沖擊。
對于大功率臭氧電源，整流電路采用了12相或18相整流方式。這種方式能夠有效地消除低次諧波電流，使輸入功率因數(shù)接近1。
逆變器是臭氧電源的重要組成部分，所以本電源選用了最新型的大功率晶體管IGBT(絕緣柵雙極晶體管模塊)，相當(dāng)于利用MOS管作前級驅(qū)動電路來推動末級晶體管的一個組合器件。因此它既具有MOS管的高輸入阻抗和開關(guān)速度快的特性，也具有晶體管飽和壓降低和允許工作電流大的優(yōu)點(diǎn)，同時還具有驅(qū)動功率小和驅(qū)動電路簡單的特點(diǎn)。逆變器采用IGBT高質(zhì)量器件，是保證臭氧電源安全可靠運(yùn)行的重要條件。
高頻正弦脈寬調(diào)制(SPWM)逆變器的輸出是等輻不等寬的一系列矩形波脈沖，其脈寬按正弦規(guī)律變化。逆變開關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率等于三角波載波的頻率。為了濾除高頻分量，得到低失真的正弦波輸出，在逆變變壓器原邊串接交流電抗器，可降低逆變器輸出的脈寬調(diào)制中所可能包含的非50Hz奇次諧波成分過大的不利影響，以達(dá)到盡可能的降低正弦波波形畸變的目的。逆變升壓變壓器的原邊和副邊繞組分別是以Δ(三角形)和Y(星形)的形式來進(jìn)行連接的。同時副邊還增加了一組調(diào)壓抽頭以方便用戶使用調(diào)整。
本電源采用微處理器和先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)相結(jié)合的方案來構(gòu)成臭氧電源的實時監(jiān)控系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對臭氧電源運(yùn)行參數(shù)的智能化控制。
微處理器控制電路可對臭氧電源系統(tǒng)的模擬參數(shù)(例如市電電網(wǎng)輸入電源的電壓、電流、頻率，逆變器輸出的電壓、電流、頻率等運(yùn)行參數(shù))進(jìn)行實時采樣，并通過高速數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)(A/D轉(zhuǎn)換器)來實現(xiàn)數(shù)字監(jiān)控，同時通過采用先進(jìn)的監(jiān)控軟件對原設(shè)置參數(shù)值進(jìn)行分析比較，以判斷有無故障隱患存在。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有故障時，可以聲、光和文字信息的形式向用戶報警。此外，它還會將臭氧電源的運(yùn)行參數(shù)(電壓、電流、頻率等)在顯示屏幕上進(jìn)行實時顯示。
用戶還可通過軟件編程按實際運(yùn)行工作的需要來重新設(shè)置臭氧電源內(nèi)部的各種臨界工作點(diǎn)的閾值電平。因此，在一般情況下，用戶可以不必對臭氧電源內(nèi)部的硬件進(jìn)行任何改變的情況下，就能很方便地調(diào)節(jié)臭氧電源的系統(tǒng)工作參數(shù)，實現(xiàn)智能控制。
本實用新型的任務(wù)就是這樣完成的。
本實用新型提供了一種工作頻率高，輸出電壓高，輸出功率大，生產(chǎn)成本便宜，維修簡單，適用于大中型臭氧發(fā)生器的中高頻臭氧發(fā)生器用大功率電源。其輸出負(fù)載為容性，工作頻率為800Hz～7000Hz，輸出電壓為3500V～6000V，輸出功率為10KW～500KW。它可廣泛應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)臭氧產(chǎn)量為500g/n～40000g/n的大中型臭氧發(fā)生器中。


圖1為本實用新型的電路方框圖。
圖2為其電路原理圖。
具體實施方式
實施例1.一種中高頻臭氧發(fā)生器用大功率電源，參閱圖1～圖2。它至少包括連接在380V三相交流市電上的輸入EMC濾波器1，與輸入EMC濾波器1連接的交流電抗器2，與交流電抗器2連接的交流開關(guān)3，與交流開關(guān)3連接的整流橋4，與整流橋4連接的逆變器5，與逆變器5連接的交流濾波器6，與交流濾波器6連接的逆變升壓變壓器7以及分別與輸入EMC濾波器1的輸出端8、交流開關(guān)3的交流輸入控制端9、逆變器5的脈寬調(diào)制驅(qū)動端10和逆變器5的輸出端連接的微處理器控制電路11。逆變升壓變壓器7的輸出即為本電源的輸出。逆變器5采用絕緣柵雙極晶體管模塊制造。
交流開關(guān)3的輸入與輸出端跨接了一個大功率電阻12。逆變升壓變壓器7的原邊和副邊繞組分別是三角形和星形接法。
實施例1工作頻率高，輸出電壓高，輸出功率大，生產(chǎn)成本便宜，維修簡單，尤其適用于大中型臭氧發(fā)生器。其輸出負(fù)載為容性，工作頻率高達(dá)7000Hz，輸出電壓為6000V，輸出功率達(dá)500KW。它可應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)臭氧產(chǎn)量為40000g/n的大型臭氧發(fā)生器中。
權(quán)利要求1.一種中高頻臭氧發(fā)生器用大功率電源，其特征在于它至少包括連接輸入380V三相交流市電的輸入EMC濾波器，與輸入EMC濾波器連接的交流電抗器，與交流電抗器連接的交流開關(guān)，與交流開關(guān)連接的整流橋，與整流橋連接的逆變器，與逆變器連接的交流濾波器，與交流濾波器連接的逆變升壓變壓器以及分別與輸入EMC濾波器輸出端、交流開關(guān)的交流輸入控制端、逆變器的脈寬調(diào)制驅(qū)動端和逆變器的輸出端連接的微處理器控制電路，逆變升壓變壓器的輸出即為本電源的輸出。
2.按照權(quán)利要求1所述的中高頻臭氧發(fā)生器用大功率電源，其特征在于所說的逆變器采用絕緣柵雙極晶體管模塊制造。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的中高頻臭氧發(fā)生器用大功率電源，其特征在于所說的交流開關(guān)的輸入與輸出端跨接了一個大功率電阻。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的中高頻臭氧發(fā)生器用大功率電源，其特征在于所說的逆變升壓變壓器的原邊和副邊繞組分別是三角形和星形連接的。
5.按照權(quán)利要求3所述的中高頻臭氧發(fā)生器用大功率電源，其特征在于所說的逆變升壓變壓器的原邊和副邊繞組分別是三角形和星形連接的。
專利摘要一種中高頻臭氧發(fā)生器用大功率電源，屬于電源技術(shù)。它包括連接在三相交流市電上的EMC濾波器，與該濾波器連接的交流電抗器，與該電抗器連接的交流開關(guān)，與該開關(guān)連接的整流橋，與整流橋連接的逆變器，與逆變器連接的交流濾波器，與該濾波器連接的逆變升壓變壓器及分別與EMC濾波器輸出端、交流開關(guān)的交流輸入控制端、逆變器的脈寬調(diào)制驅(qū)動端及其輸出端連接的微處理器控制電路。交流開關(guān)的輸入與輸出端跨接了一個大功率電阻。逆變升壓變壓器的原邊和副邊繞組分別是三角形和星形接法。逆變器采用絕緣柵雙極晶體管模塊制造。它工作頻率高，輸出電壓高，輸出功率大，成本便宜，維修簡單?？蓮V泛應(yīng)用于各種大中型臭氧發(fā)生器中。
文檔編號H02M5/00GK2624518SQ0321731
公開日2004年7月7日 申請日期2003年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者張振聲, 劉同利, 吳維禮, 隋學(xué)禮 申請人:青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)創(chuàng)統(tǒng)科技發(fā)展有限公司