的正極、全橋逆變單元4中 IGBT的正極分別與疊層母排7的正極板電連接；所述濾波單元3的負極、所述全橋逆變單 元4中IGBT的負極分別與疊層母排7的負極板電連接；整流單元1的輸出正極端和限流軟 啟動單元2中的限流電阻12 -端通過銅排相連，限流電阻12另一端和疊層母排7的正極 板通過銅排相連，整流單元1輸出負極端和疊層母排7的負極板通過銅排相連，限流電阻12 上的端子連接采用錫焊，疊層母排7上的端子連接可采用錫焊或者螺絲。另外，疊層母排7 通過螺絲連接濾波單元3和全橋逆變單元4,濾波單元3中的電容通過電容支架固定在電 源底板5上，整流單元1、全橋逆變單元4、限流軟啟動單元2通過螺絲固定在散熱片6上， 所述散熱片6與電源底板5通過絲桿14固定，散熱片6下面安裝風(fēng)扇15,風(fēng)扇15緊貼散 熱片，風(fēng)扇15也通過絲桿14固定。風(fēng)扇15安裝防塵罩，電源底板5與風(fēng)扇15對應(yīng)位置開 孔，有利于濾波單3元的電容器、疊層母排7和變壓器散熱。
[0043] 圖4為本發(fā)明實施例提供的臭氧發(fā)生器電源的電路連接示意圖。參照圖4,本發(fā)明 的整流單元1包括；第一二極管VI、第二二極管V2、第S二極管V3、第四二極管V4、第五二 極管V5和第六二極管V6,第一二極管VI與第二二極管V2串聯(lián)，第=二極管V3與第四二極 管V4串聯(lián)，第五二極管V5與第六二極管V6串聯(lián)，S組串聯(lián)的二極管并聯(lián)。限流軟啟動單 元2包括；交流接觸器KM1、限流電阻R1、分壓電阻R2、穩(wěn)壓電容C12和直流繼電器ZJ1，交 流接觸器KM1與限流電阻R1并聯(lián)并與分壓電阻R2的一端電連接，分壓電阻R2的另一端與 并列連接的穩(wěn)壓電容C12和直流繼電器ZJ1電連接。濾波單元3包括；第一電容器C1、第 二電容器〔2、第=電容器〔3、第四電容器〔4、第五電容器巧、第六電容器C6、第^;：電容器C7 和第八電容器C8,其中，第一電容器C1和第二電容器C2串聯(lián)，第=電容器C3和第四電容器 C4串聯(lián)，第五電容器巧和第六電容器〔6串聯(lián)，第^;：電容器C7和第八電容器C8串聯(lián)，四組 電容單元并聯(lián)。全橋逆變單元4包括兩組IGBT模塊，一個IGBT模塊由依次串聯(lián)的絕緣柵 雙極型晶體管S1和S3組成，另一個IGBT模塊由依次串聯(lián)的絕緣柵雙極型晶體管S2和S4 組成。
[0044] 圖5a-c為本發(fā)明實施例提供的疊層母排的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5a為本發(fā)明實施例提 供的疊層母排正極板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖化為本發(fā)明實施例提供的疊層母排絕緣層的結(jié)構(gòu) 示意圖。圖5c為本發(fā)明實施例提供的疊層母排負極板的結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖5,本發(fā)明的 疊層母排7采用雙層結(jié)構(gòu)，疊層母排7的絕緣層采用聚四氣己締材料，厚度小于等于0. 5mm， 耐壓值不小于2KV，所述疊層母排的容值為緩沖單元容值的0. 001-0. 01倍，疊層母排的容 值計算公式；C=e。*et*S/d，其中，C表示疊層母排的容值，e。表示真空絕對介電常數(shù)， ￡。= 8. 85*10'（-12)F/m，et表示絕緣層材料的相對介電常數(shù)，S表示疊層母排的重疊面 積，d表示絕緣層厚度。疊層母排7的容值可W通過改變正負母排重疊面積使其容值滿足 要求，疊層母排7的重疊面積根據(jù)分布電容參數(shù)要求決定，重疊面積是指正負極板的正對 面積。疊層母排7中間絕緣層采用PET或者聚四氣己締材料，絕緣性能好，滿足絕緣層厚 度的要求，增加分布電容，而且其耐腐蝕性強，滿足臭氧發(fā)生器的工作環(huán)境要求。疊層母排 7四周用夾具加緊，防止安裝過程中造成絕緣層出現(xiàn)較大氣隙，保證同樣的母排表面積下達 到最大的分布電容。疊層母排7連接濾波單元3和全橋逆變單元4,能夠減小回路雜散電 感，提高母線雜散電感和緩沖電容的震蕩頻率，利用疊層母排7的容性無感特性，吸收高頻 毛刺電流，減小開關(guān)應(yīng)力，解決緩沖電容的發(fā)熱問題。整流單元1輸出通過銅排與疊層母排 7相連，電源布局時濾波電容器組和IGBT對稱布置，均位于母排下方，整流單元1、全橋逆變 單元4、限流軟啟動單元2置于散熱片上，將濾波單元3中的電容器組遠離和全橋逆變單元 4輸出端子，能夠減弱全橋逆變單元4高頻輸出對母排電流分布的影響，降低雜散電感。
[0045] 上述電源中，疊層母排7的設(shè)計時與元件布局對應(yīng)，正負極板的開孔位置要考慮 絕緣問題，開孔處和母排四周加工為圓角（R8)，圓角相對于直角來說，電流分布更加均勻， 有利于減小母排電感和增加分布電容，而且不會產(chǎn)生尖端放電。中間的絕緣層采用聚四氣 己締材料，厚度d為0. 3mm，絕緣層比正負母排周邊寬20mm。
[0046] 所述緩沖單元包括；兩個并列連接的電容器（圖4中C9、C10兩個緩沖電容），屬于 C型集中配置，安裝簡單。濾波電容采用四組并聯(lián)、每組兩兩串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，能夠減小電容的 耐壓值要求，滿足臭氧發(fā)生器負載擊穿放電時對瞬時電流的要求，提高濾波電容使用壽命， 在疊層母排設(shè)計時，不需要中間級母排，每組兩個電容通過銅排連接即可。電源底板5為絕 緣板，兩個IGBT和濾波電容器組分別要求對稱分布，減小疊層母排分布電感，通過調(diào)節(jié)電 容器組底座的高度，使得IGBT和濾波電容器組連接端子在同一水平面上，保證疊層母排平 整，整流單元輸出負極與IGBT負極平行，方便銅排連接，將限流電阻12和切除時的交流接 觸器13放在散熱片6上方便連接。交流進線端子10五位，包括主電路=相進線端子和控 制電路單相進線端子，方便接線和逆變電源調(diào)試維修，電源控制回路供電端應(yīng)加隔離變壓 器9。隔直電容8固定在底板上，逆變橋輸出接兩個輸出端子11，方便電源安裝及檢修。
[0047] 緩沖電容容值根據(jù)表1選擇，輸出電流40A時應(yīng)選0.47yF，則疊層母排容值C應(yīng) 達到0. 94nF。聚四氣己締介電常數(shù)為2,則由；C=e。*et*S/d，可得重疊面積S= (d*C)/ (￡。*￡,) = 160cm2。根據(jù)上式計算的正負極板重疊面積要求，設(shè)計的疊層母排尺寸如圖3 中標(biāo)注。疊層母排四周用夾具加緊，防止安裝過程中造成絕緣層出現(xiàn)較大氣隙，保證同樣的 母排表面積下達到最大的分布電容。
[0048] 表1集中式緩沖電路緩沖電容容量選擇大致標(biāo)準(zhǔn)
[0049]
【主權(quán)項】
1. 一種臭氧發(fā)生器電源，其特征在于，所述臭氧發(fā)生器電源包括：疊層母排和依次電 連接的整流單元、限流軟啟動單元、濾波單元、全橋逆變單元和緩沖單元，其中，所述濾波單 元設(shè)置在電源底板上，在電源底板上還設(shè)置散熱片；在散熱片上設(shè)置整流單元、限流軟啟動 單元和全橋逆變單元； 所述濾波單元和全橋逆變單元上部與疊層母排相連接，所述疊層母排包括依次設(shè)置的 負極板、絕緣層和正極板； 所述整流單元、所述濾波單元、所述全橋逆變單元、所述限流軟啟動單元分別與疊層母 排電連接； 所述疊層母排的容值為緩沖單元容值的0. 001-0.Ol倍，疊層母排的容值計算公式： C =e〇*er*s/d 其中，C表示疊層母排的容值，e〇表示真空絕對介電常數(shù)，e^=8.85+10-(-12^/111, \表示絕緣層材料的相對介電常數(shù)，S表示疊層母排的重疊面積，d表示絕緣層厚度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器電源，其特征在于，所述臭氧發(fā)生器電源還包括： 隔直電容、隔離變壓器、進線端子和輸出端子； 所述隔直電容與全橋逆變單元的輸出端電連接； 所述隔離變壓器的輸出端與臭氧發(fā)生器電源的電源控制單元電連接； 所述進線端子與整流單元的輸入端以及隔離變壓器輸入端電連接； 所述輸出端子與全橋逆變單元的輸出端和隔直電容電連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器電源，其特征在于，所述濾波單元由并聯(lián)的四組 電容單元組成，所述電容單元由兩個串聯(lián)的電容器組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器電源，其特征在于，所述全橋逆變單元由兩個 IGBT模塊組成，所述IGBT模塊包括兩個依次串聯(lián)的絕緣柵雙極型晶體管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器電源，其特征在于，所述限流軟啟動單元包括：限 流電阻、交流接觸器、直流繼電器、分壓電阻和穩(wěn)壓電容； 所述交流接觸器三組輸出觸點并聯(lián)連接，并與限流電阻電連接； 所述分壓電阻和直流繼電器串聯(lián)，并與濾波單元并聯(lián)； 所述穩(wěn)壓電容并聯(lián)在直流繼電器兩端，所述直流繼電器輸出常開觸點接入到交流接觸 器線圈回路中，控制接觸器吸合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器電源，其特征在于，所述散熱片與電源底板通過 絲桿固定，散熱片下面安裝風(fēng)扇，風(fēng)扇安裝防塵罩，電源底板在風(fēng)扇對應(yīng)位置開孔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器電源，其特征在于，所述疊層母排的絕緣層采用 聚四氟乙稀材料，厚度小于等于0. 5mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器電源，其特征在于，所述緩沖單元包括：兩個并列 連接的電容器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及特種電源技術(shù)領(lǐng)域，提供一種臭氧發(fā)生器電源，所述臭氧發(fā)生器電源包括：疊層母排和依次電連接的整流單元、限流軟啟動單元、濾波單元和全橋逆變單元，其中，所述濾波單元設(shè)置在電源底板上，在電源底板上還設(shè)置散熱片；在散熱片上設(shè)置整流單元、限流軟啟動單元和全橋逆變單元；所述濾波單元和全橋逆變單元上部與疊層母排相連接，所述疊層母排包括依次設(shè)置的負極板、絕緣層和正極板；所述整流單元、所述濾波單元、所述全橋逆變單元、所述限流軟啟動單元分別與疊層母排電連接。本發(fā)明采用特殊的疊層母排結(jié)構(gòu)參數(shù)，減小開關(guān)應(yīng)力對逆變器開關(guān)管的影響，提高電源可靠性，簡化緩沖電路設(shè)計，使得臭氧發(fā)生器電源結(jié)構(gòu)緊湊。
【IPC分類】H02M5-00, H02M1-34, H02M1-36, H02M1-14
【公開號】CN104767388
【申請?zhí)枴緾N201510201745
【發(fā)明人】劉鐘陽, 馬楊
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月23日