一種智能化的模塊組合型大功率數(shù)字電鍍電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字電源，特別涉及一種電鍍電源。
【背景技術(shù)】
[0002]電鍍是表面處理的重要手段，電鍍電源的質(zhì)量直接影響到電鍍產(chǎn)品的品質(zhì)，當(dāng)前主要使用的電鍍電源為傳統(tǒng)的工頻整流器，但是由于其存在體積大、效率低、紋波大、精度不高等缺點(diǎn)已經(jīng)不能完全滿足當(dāng)前生產(chǎn)技術(shù)的需求，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展開關(guān)型的電鍍電源已經(jīng)有逐步取代工頻整流電源的趨勢(shì)，但是由于電力電子器件以及磁性器件的限制，單臺(tái)開關(guān)型電鍍電源的容量還不能做的太大，同時(shí)穩(wěn)定性與可靠性也存在一定的問題。為了解決以上問題，模塊化的電鍍電源被提出，但是目前的模塊化電源大都采用模擬控制的方式，各模塊之間的均流控制采用公共模擬均流母線或者通信總線的的方式，采用模擬技術(shù)的均流方式不可避免的存在著容易受到環(huán)境影響及抗干擾能力差等缺點(diǎn)，采用通信總線的方式雖然比模擬總線有了進(jìn)步，但是會(huì)存在總線競(jìng)爭(zhēng)、總線沖突、總線速度等問題，系統(tǒng)并聯(lián)的穩(wěn)定性不高。另一方面電鍍工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，工程師時(shí)常需要根據(jù)不同的工業(yè)環(huán)境和電鍍規(guī)格來設(shè)置不同的控制參數(shù)，電源系統(tǒng)自適應(yīng)能力不強(qiáng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種智能化的模塊組合型大功率數(shù)字電鍍電源，保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性，提高電源的自適應(yīng)能力。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種智能化的模塊組合型大功率數(shù)字電鍍電源，包括若干連接在控制系統(tǒng)上結(jié)構(gòu)相同的功率單元模塊，每個(gè)功率單元模塊均包括斷路器、三相整流器、濾波電感、濾波電容、全橋逆變器、隔直電容、變壓器、全波整流電路以及均流電感，三相整流器通過斷路器連在電網(wǎng)上，三相整流器輸出端連接濾波電容，濾波電容與全橋逆變器相連，全橋逆變器輸出端連接在高頻變壓器的原邊上，高頻變壓器的副邊與全波整流電路輸入端相連，全波整流電路輸出端與均流電感相連；所述控制系統(tǒng)包括若干連接在主控制器上的單元觸發(fā)電路，每個(gè)功率單元模塊匹配一個(gè)單元觸發(fā)電路，單元觸發(fā)電路還與電壓型全橋逆變器相連。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于，本實(shí)用新型通過采用模塊化的設(shè)計(jì)解決了單臺(tái)開關(guān)型電鍍電源容量受限的問題，另一方面，對(duì)于一條電鍍生產(chǎn)線來說往往需要多臺(tái)電源一起工作，如果使用獨(dú)立單臺(tái)電鍍電源那么每臺(tái)電源柜都需要單獨(dú)的控制器，生產(chǎn)線的操作工人需要對(duì)每臺(tái)電源柜進(jìn)行單獨(dú)的操作，使用本實(shí)用新型的組合式電鍍電源，只要工人給定需要的功率大小，本實(shí)用新型電鍍電源系統(tǒng)可統(tǒng)一控制單臺(tái)電鍍電源工作，使得整個(gè)控制現(xiàn)場(chǎng)變得更加簡單，更容易操作，更加的人性化。本實(shí)用新型可用于電鍍生產(chǎn)中。
[0006]作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述主控制器包括數(shù)字信號(hào)處理器和FPGA芯片，數(shù)字信號(hào)處理器通過FPGA芯片與單元觸發(fā)電路相連。數(shù)字信號(hào)處理器檢測(cè)功率單元模塊輸出的電壓信號(hào)、電流信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，并發(fā)出脈沖調(diào)制信號(hào)給全橋逆變器，控制器工作，以保證電路工作的穩(wěn)定性。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述單元觸發(fā)電路包括三態(tài)反相輸出總線緩沖器、光耦隔離電路以及施密特觸發(fā)器，所述FPGA芯片經(jīng)三態(tài)反相輸出總線緩沖器與光耦隔離電路相連，光耦隔離電路通過施密特觸發(fā)器與全橋逆變器相連。將一路輸出信號(hào)分成多路控制信號(hào)，使得本裝置可控制更多的電源。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述FPGA芯片通過光纖與單元觸發(fā)電路相連。提高信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本實(shí)用新型中功率單元模塊電路原理圖。
[0011]圖3為本實(shí)用新型中控制原理圖。
[0012]其中，I斷路器，2三相整流器，3濾波電感，4濾波電容，5全橋逆變器，6隔直電容，7變壓器，8全波整流電路，9均流電感。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1-3所示的一種智能化的模塊組合型大功率數(shù)字電鍍電源，包括若干連接在控制系統(tǒng)上結(jié)構(gòu)相同的功率單元模塊，每個(gè)功率單元模塊均包括斷路器1、三相整流器2、濾波電感3、濾波電容4、全橋逆變器5、隔直電容6、變壓器7、全波整流電路8以及均流電感9，三相整流器2通過斷路器I連在電網(wǎng)上，三相整流器2輸出端連接濾波電容4，濾波電容4與全橋逆變器5相連，全橋逆變器5輸出端連接在高頻變壓器7的原邊上，高頻變壓器7的副邊與全波整流電路8輸入端相連，全波整流電路8輸出端與均流電感9相連；控制系統(tǒng)包括若干連接在主控制器上的單元觸發(fā)電路，每個(gè)功率單元模塊匹配一個(gè)單元觸發(fā)電路，單元觸發(fā)電路還與電壓型全橋逆變器5相連，主控制器包括數(shù)字信號(hào)處理器和FPGA芯片，數(shù)字信號(hào)處理器通過FPGA芯片通過光纖與單元觸發(fā)電路相連，單元觸發(fā)電路包括三態(tài)反相輸出總線緩沖器、光耦隔離電路以及施密特觸發(fā)器，F(xiàn)PGA芯片經(jīng)三態(tài)反相輸出總線緩沖器與光耦隔離電路相連，光耦隔離電路通過施密特觸發(fā)器與全橋逆變器5相連。
[0014]本發(fā)明的工作過程如下:三相交流進(jìn)線通過三相整流器2以及濾波電感3、濾波電容4組成的濾波電路變成直流電壓，再通過全橋逆變器5把直流電壓轉(zhuǎn)換成高頻的交流電，再通過高頻變壓器7降壓，最后通過全波整流電路8把降壓后的交流電轉(zhuǎn)換成最總的直流電源。如圖3所示，控制系統(tǒng)由主控制器以及單元觸發(fā)板組成，主控器是整個(gè)控制器的核心部分，主要由DSP28335和FPGA兩個(gè)核心芯片組成，主控制器負(fù)責(zé)所有數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算、各模塊并聯(lián)均流的自動(dòng)控制、冗余控制的判斷以及觸發(fā)脈沖的分配，單元觸發(fā)電路負(fù)責(zé)觸發(fā)脈沖的轉(zhuǎn)換以及隔離放大等相關(guān)操作并實(shí)施檢測(cè)IGBT的運(yùn)行狀況，主控制器通過光纖傳輸觸發(fā)脈沖給單元觸發(fā)電路。I斷路器，2三相整流器，3濾波電感，4濾波電容，5全橋逆變器，6隔直電容，7變壓器，8全波整流電路，9均流電感。
[0015]本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施例，在本實(shí)用新型公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)就可以對(duì)其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能化的模塊組合型大功率數(shù)字電鍍電源，其特征在于，包括若干連接在控制系統(tǒng)上結(jié)構(gòu)相同的功率單元模塊，每個(gè)功率單元模塊均包括斷路器、三相整流器、濾波電感、濾波電容、全橋逆變器、隔直電容、變壓器、全波整流電路以及均流電感，三相整流器通過斷路器連在電網(wǎng)上，三相整流器輸出端連接濾波電容，濾波電容與全橋逆變器相連，全橋逆變器輸出端連接在高頻變壓器的原邊上，高頻變壓器的副邊與全波整流電路輸入端相連，全波整流電路輸出端與均流電感相連；所述控制系統(tǒng)包括若干連接在主控制器上的單元觸發(fā)電路，每個(gè)功率單元模塊匹配一個(gè)單元觸發(fā)電路，單元觸發(fā)電路還與電壓型全橋逆變器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化的模塊組合型大功率數(shù)字電鍍電源，其特征在于，所述主控制器包括數(shù)字信號(hào)處理器和FPGA芯片，數(shù)字信號(hào)處理器通過FPGA芯片與單元觸發(fā)電路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能化的模塊組合型大功率數(shù)字電鍍電源，其特征在于，所述單元觸發(fā)電路包括三態(tài)反相輸出總線緩沖器、光耦隔離電路以及施密特觸發(fā)器，所述FPGA芯片經(jīng)三態(tài)反相輸出總線緩沖器與光耦隔離電路相連，光耦隔離電路通過施密特觸發(fā)器與全橋逆變器相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能化的模塊組合型大功率數(shù)字電鍍電源，其特征在于，所述FPGA芯片通過光纖與單元觸發(fā)電路相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了電源領(lǐng)域內(nèi)的一種智能化的模塊組合型大功率數(shù)字電鍍電源，包括若干連接在控制系統(tǒng)上結(jié)構(gòu)相同的功率單元模塊，三相整流器通過斷路器連在電網(wǎng)上，三相整流器輸出端連接濾波電容，濾波電容與全橋逆變器相連，全橋逆變器輸出端連接在高頻變壓器的原邊上，高頻變壓器的副邊與全波整流電路輸入端相連，全波整流電路輸出端與均流電感相連；控制系統(tǒng)包括若干連接在主控制器上的單元觸發(fā)電路，每個(gè)功率單元模塊匹配一個(gè)單元觸發(fā)電路，單元觸發(fā)電路還與電壓型全橋逆變器相連，本電源控制變得更加簡單，更容易操作，更加的人性化，可用于電鍍生產(chǎn)中。
【IPC分類】H02M7-219
【公開號(hào)】CN204304821
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420728192
【發(fā)明人】徐祖平, 許勝 , 戴明生
【申請(qǐng)人】揚(yáng)州博爾特電氣技術(shù)有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年11月28日