[实用新型]一种氢氟酸电解用开关电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电解电源装置，属于氢氟酸电解电源领域。 

背景技术

氢氟酸电解电源为低压大电流供电装置，一般为晶闸管整流装置。晶闸管整流方式的电解电源为工频相控方式，存在效率低、功率因数低、输出电压纹波大、稳定性较差等不足。 

发明内容

本实用新型为了克服晶闸管电解电源的不足，将FB-ZVS-PWM移相全桥高频软开关DC/DC变换器引入电源主电路拓扑结构中，采用IGBT作为主功率器件，用PWM控制方式实现对IGBT的通断控制，从而提供一种输出15V/10000A的高频氢氟酸电解电源装置。 

本实用新型为解决其技术问题所采取的技术方案是：一种高频软开关大功率电源，其主要特征包括：三相不控整流及滤波电路、高频逆变电路、超微晶高频变压器、次级全波整流电路。为实现大电流输出并克服单个变压器功率受限的问题，本实用新型采用四个功率单元并联，每个功率单元采用两个变压器原边串联副边并联的形式进行功率输出。多单元工作方式可以保证即使在某一个功率单元发生故障时，剩余的三个功率单元仍能保持正常运行，有效地提高系统的冗余度，提高系统运行的可靠性。 

本实用新型技术与现有技术相比的其有益效果表现如下： 

本实用新型高频软开关电解电源可以很好的克服晶闸管整流效率低、输出电压文波大的缺点。系统采用多功率单元并联输出结构，即为模块化的N+1并联冗余结构设计，有效地提高电源整机的输出能力，提高电源功率密度，降低电源成本，提高了系统运行的可靠性。

附图说明

图 1 为本实用新型主电路结构方案 

图 2 所示为FB-ZVS-PWM移相全桥软开关变换器的主电路结构。

具体实施方式

    为了充分理解本实用新型的内容，下面结合具体实施实例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。 

图1 所示为本实用新型主电路原理图： 

三相380V进电经三相滤波器（1）和三相接触器（2）后，分别引入四个具有相同内部结构和功能的功率单元中，每个功率单元有单独的空气开关进行主电分合闸控制，并可以实现独立的功率输出。以功率单元1为例，其内部为全桥结构的高频软开关电源（4）输出脉动的直流电。本实用新型采用四个功率模块并联的方式，使每个功率单元承担的容量降低，所有的功率单元共用一套控制系统，实现最终的低压大电流输出。

在图 2 所示的移相全桥软开关电路原理图中， Q₁～Q₄为主开关管，D₁～D₄为其内部反并的二极管，C₁～C₄为主开关管的输出等效电容；Q₁、D₁、C₁并联；Q₃、D₃、C₃并联；Q₂、D₂、C₂并联； Q₄、D₄、C₄并联；变压器原边串联谐振电感L_r和隔直电容C_b，变压器副边分别接整流二极管DR_l和DR₂；滤波电感L_of与整流二极管阴极串联，变压器中间引出端与滤波电容C_of负载R_L连接；滤波电容C_of和负载载R_L并联。 

变换器采用移相控制方式，每个桥臂的两个开关管180^o互补导通，Q₁和Q₃管的驱动脉冲信号分别超前Q₄和Q₂一个相位，因此将Q₁和Q₃作为超前桥臂，Q₂和Q₄为滞后桥臂。同时为了防止同一桥臂的贯穿导通，设有死区时间；变换器的两个桥臂驱动脉冲相差一个相位、即移相角，通过对功率器件的参数计算和调节该移相角的大小即可实现对输出电压的调节。