專利名稱：一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路，屬于電子電路技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前大功率靜電除塵器多采用由晶閘管相控交流調(diào)壓電路與工頻高壓硅整流變 壓器構(gòu)成的高壓整流電路作為電源，其發(fā)展到今天已經(jīng)形成了一套非常成熟的技術(shù)。這種 高壓電源體積大、效率低，功率因數(shù)低，不利于節(jié)能環(huán)保；輸出電壓紋波大、響應(yīng)速度慢，除 塵效率低，閃絡(luò)發(fā)生時無法及時關(guān)掉電源。目前基于電壓饋電模式(Voltage-fed)的小功率高頻高壓開關(guān)電源已經(jīng)在多個 領(lǐng)域獲得成功應(yīng)用。但是這種電源有如下缺點，限制了其功率的增大源端需大容量電容作為濾波電容，導致源端功率因數(shù)低，電流尖峰大，諧波含量 高；變壓器的磁不對稱問題很難解決；高壓側(cè)高壓硅堆在反響恢復(fù)期間會產(chǎn)生嚴重電壓尖 峰，易造成硅堆擊穿；高壓側(cè)需體積大、工藝復(fù)雜、成本昂貴的高頻高壓濾波電感。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電 路。一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路，包括一個相控整流電路單元 BDl、一個電感Ll、一個逆變橋BD2和一個逆變變壓器Tl、高壓整流電路BD3，以及電感開路 續(xù)流電路單元OTl和紋波吸收電路單元⑶2 ；Ll的其中一端同BDl的整流輸出端口 “ + ”相 連，另一端同⑶1、⑶2和BD2的同名端口 “ + ”相互連接；而BDl、⑶1、⑶2與BD2的同名端 口 “_”相互連接；BDl的整流輸出串接高頻電感Ll形成一個電流源，該電流源后面分別并 接電感開路續(xù)流電路單元CUl、紋波吸收電路單元CU2以及逆變橋BD2。所述相控整流電路單元BDl是以晶閘管為開關(guān)的單相或三相相控整流電路。所述逆變橋BD2是以IGBT或MOSFET為開關(guān)的全橋逆變器。所述逆變變壓器Tl是低漏感高頻高壓逆變變壓器。所述電感Ll為高頻電感。所述電感開路續(xù)流電路單元CUl是由大容量單極性電容C2、快恢復(fù)二極管Dl和功 率電阻Rl、R2構(gòu)成；其中C2與R2并聯(lián)，Rl、Dl及C2與R2構(gòu)成的并聯(lián)電路依次串聯(lián)連接。所述紋波吸收電路單元⑶2是由電感L2和單極性電容C3組成的一個LC串聯(lián)諧 振電路。在電感開路續(xù)流電路單元CUl中，Rl阻值小，起限制流作用，保護快恢復(fù)二極管； R2阻值大，抵消掉CUl兩端電壓尖峰對電容的充電累計效應(yīng)。紋波吸收電路單元CU2諧振在BDl整流輸出電壓的主諧波頻率，用以吸收其中主 要紋波；而在逆變器BD2的工作頻率附近，⑶2呈強感性一電流源特性。
本發(fā)明創(chuàng)新點及其有益效果創(chuàng)新點1 以相控整流電路單元BD1、電感Li、逆變橋BD2和一個逆變變壓器Tl構(gòu) 成一個電流饋電模式的高頻開關(guān)電源。有益效果由于省掉大容量濾波電容，源端無電流尖峰，諧波含量顯著降低，功率因數(shù)大幅提 高；電壓跟蹤速度只有約幾毫秒，快于對應(yīng)結(jié)構(gòu)的電壓饋電模式高壓開關(guān)電源；由于相控整流器輸出電壓可調(diào)，這種高壓電源具備軟啟動能力；同時如果在相控 整流器的控制信號和輸出電壓電流之間建立反饋環(huán)路，可實現(xiàn)自動穩(wěn)壓或穩(wěn)流功能；高壓輸出端動態(tài)特性呈近似恒流源電流源特性，可以省掉體積大、工藝復(fù)雜、成本 昂貴的高頻高壓輸出濾波電感；顯著降低高壓輸出側(cè)高壓硅堆(整流橋BD!3)在反響恢復(fù)期 的di/dt，大幅降低其故障率和開關(guān)損耗；電流饋電模式還會顯著降低逆變橋的開關(guān)管的通/斷應(yīng)力和損耗；同時還徹底解 決電流饋電模式中逆變變壓器的磁不平很問題，大幅提高系統(tǒng)可靠性。創(chuàng)新點2 本發(fā)明創(chuàng)新性引入如附圖3所示LC串聯(lián)諧振電路，替代電壓饋電型開 關(guān)電源常用的LC低通濾波電路作為紋波吸收電路。有益效果這既保證了其在逆變器BD2工作頻率附近的電流源特性，又成功解決了電流饋電 型開關(guān)電源輸出電壓紋波大的問題。創(chuàng)新點3 本發(fā)明創(chuàng)新性引入如附圖2所示結(jié)構(gòu)的電感開路續(xù)流電路單元。有益效果不僅成功解決電流饋電型開關(guān)電源的逆變橋開路后的電感續(xù)流問題，而且有很強 的尖峰電壓抑制效果。當開關(guān)電源負載過流需快速關(guān)閉逆變橋BD2時，或當負載異常時， OTl起到續(xù)流作用；BD2正常工作時，OTl抑制逆變橋BD2的尖峰電壓。


圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明中電感開路續(xù)流電路單元CUl的電路結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明中紋波吸收電路單元CU2的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式實施例1 一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路，如圖1-圖3所示，包括一個相 控整流電路單元BD1、一個電感Li、一個逆變橋BD2和一個逆變變壓器Tl、高壓整流電路 BD3,以及電感開路續(xù)流電路單元OTl和紋波吸收電路單元⑶2 ；Ll的其中一端同BDl的整 流輸出端口 “ + ”相連，另一端同⑶1、⑶2和BD2的同名端口 “ + ”相互連接；而BD1、⑶1、⑶2 與BD2的同名端口 “_”相互連接；BDl的整流輸出串接高頻電感Ll形成一個電流源，該電 流源后面分別并接電感開路續(xù)流電路單元CU1、紋波吸收電路單元CU2以及逆變橋BD2。所述相控整流電路單元BDl為以6個晶閘管構(gòu)成的三相相控整流全橋。所述逆變橋BD2為以4個IGBT構(gòu)造成的逆變?nèi)珮颉?br> 所述逆變變壓器Tl是低漏感高頻高壓逆變變壓器。所述電感Ll為高頻電感。所述電感開路續(xù)流電路單元CUl是由大容量單極性電容C2、快恢復(fù)二極管D1和功 率電阻Rl、R2構(gòu)成；其中C2與R2并聯(lián)，Rl、Dl及C2與R2構(gòu)成的并聯(lián)電路依次串聯(lián)連接。所述紋波吸收電路單元CU2是由電感L2和單極性電容C3組成的一個LC串聯(lián)諧 振電路，CU2的諧振頻率設(shè)在300Hz。實施例2 一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路，結(jié)構(gòu)與實施例1相同，差別在 于，BDl為以4個晶閘管構(gòu)成的單相相控整流全橋，BD2為以4個IGBT構(gòu)造成的逆變?nèi)珮颉?紋波吸收電路單元CU2的諧振頻率設(shè)在IOOHz。實施例3:一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路，結(jié)構(gòu)與實施例1相同，差別在 于，BDl為以4個晶閘管構(gòu)成的單相相控整流全橋，BD2為以4個MOSFET構(gòu)造成的逆變?nèi)?橋。紋波吸收電路單元CU2的諧振頻率設(shè)在100Hz。實施例4 一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路，結(jié)構(gòu)與實施例1相同，差別在 于，BDl為以6個晶閘管構(gòu)成的三相相控整流全橋，BD2為以4個MOSFET構(gòu)造成的逆變?nèi)?橋。紋波吸收電路單元CU2的諧振頻率設(shè)在300Hz。
權(quán)利要求
1.一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路，其特征在于，包括一個相控整流 電路單元BD1、一個電感Li、一個逆變橋BD2和一個逆變變壓器Tl、高壓整流電路BD3，以及 電感開路續(xù)流電路單元CUl和紋波吸收電路單元CU2 ；Ll的其中一端同BDl的整流輸出端 口 “ + ”相連，另一端同CUU CU2和BD2的同名端口 “ + ”相互連接；而BD1、CUU CU2與BD2 的同名端口 “_”相互連接；BDl的整流輸出串接高頻電感Ll形成一個電流源，該電流源后 面分別并接電感開路續(xù)流電路單元CU1、紋波吸收電路單元CU2以及逆變橋BD2。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路，其特征在 于，所述相控整流電路單元BDl是以晶閘管為開關(guān)的單相或三相相控整流電路。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路，其特征在 于，所述逆變橋BD2是以IGBT或MOSFET為開關(guān)的全橋逆變器。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路，其特征在 于，所述逆變變壓器Tl是低漏感高頻高壓逆變變壓器。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路，其特征在 于，所述電感Ll為高頻電感。
6.如權(quán)利要求1所述的一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路，其特征在 于，所述電感開路續(xù)流電路單元CUl是由大容量單極性電容C2、快恢復(fù)二極管Dl和功率電 阻Rl、R2構(gòu)成；其中C2與R2并聯(lián)，Rl、Dl及C2與R2構(gòu)成的并聯(lián)電路依次串聯(lián)連接。
7.如權(quán)利要求1所述的一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路，其特征在 于，所述紋波吸收電路單元CU2是由電感L2和單極性電容C3組成的一個LC串聯(lián)諧振電路。
全文摘要
一種電流饋電型大功率高頻高壓開關(guān)電源主電路，屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域。包括相控整流電路單元BD1、電感L1、逆變橋BD2和逆變變壓器T1、高壓整流電路BD3，以及電感開路續(xù)流電路單元CU1和紋波吸收電路單元CU2；L1的一端同BD1的整流輸出端口相連，另一端同CU1、CU2和BD2的同名端口相互連接；而BD1、CU1、CU2與BD2的同名端口相互連接；BD1的整流輸出串接高頻電感L1形成一個電流源，該電流源后面分別并接電感開路續(xù)流電路單元CU1、紋波吸收電路單元CU2以及逆變橋BD2。本發(fā)明不僅成功解決電流饋電型開關(guān)電源的逆變橋開路后的電感續(xù)流問題，而且有很強的尖峰電壓抑制效果。
文檔編號H02M1/14GK102097954SQ20111005285
公開日2011年6月15日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者李建文 申請人:山東大學