[实用新型]高可靠高性能大功率等离子体电源

权利要求书

1.一种高可靠高性能大功率等离子体电源，其特征在于：由计算机综合管理系统、系统控制器、功率电路、大功率滤波电抗和高频引弧器相互连接组成；所述计算机综合管理系统、系统控制器和功率电路通过具备同步和容错机制的CAN网络构成分层递阶的仿生控制结构；所述功率电路由在线工作模块和在线冗余模块构成；所述在线工作模块由N组结构相同的智能功率模块构成，所述在线冗余模块由M组结构相同的智能功率模块构成，其中，N和M均为自然数，N＞M；所述功率电路的所有智能功率模块均通过具备同步和容错机制的CAN网络与系统控制器相连；所述系统控制器还与计算机综合管理系统相连，此外还与具备同步和容错机制的CAN网络、负载和高频引弧器相连；所述功率电路的所有智能功率模块还分别连接380VAC供电网络和大功率滤波电抗；大功率滤波电抗还与高频引弧器相连；高频引弧器还与负载相连。

2.根据权利要求1所述的高可靠高性能大功率等离子体电源，其特征在于：所述系统控制器由具有Cortex-M3内核的ARM微处理器最小系统、电流电压反馈采样电路、异常状态检测电路、供电模块、CAN接口电路、等离子体发生器运动控制系统以及数字化人机交互系统相互连接构成。

3.根据权利要求2所述的高可靠高性能大功率等离子体电源，其特征在于：所述系统控制器的数字化人机交互系统由ARM处理器、按键、LED显示管、数码管、CPLD处理器和数字编码器相互连接构成。

4.根据权利要求2所述的高可靠高性能大功率等离子体电源，其特征在于：所述系统控制器的ARM微处理器最小系统内置有基于UC/OS-II嵌入式平台、用于完成各智能功率模块网络协同控制的智能功率模块数字协同软件和CAN数字通信协议。

5.根据权利要求1所述的高可靠高性能大功率等离子体电源，其特征在于：所述智能功率模块由逆变器电路和数字化控制器连接组成；所述逆变器电路由整流滤波模块、移相全桥软开关倍流整流逆变器依次连接组成；整流滤波模块以三相交流输入电源作为输入，移相全桥软开关倍流整流逆变器与大功率滤波电抗相连接；所述数字化控制器由ARM微控制器、数字面板、基于非神经超前机制的大功率驱动模块、欠压过压保护模块和具备非神经超前机制的采样反馈模块相互连接组成。

6.根据权利要求5所述的高可靠高性能大功率等离子体电源，其特征在于：所述移相全桥软开关倍流整流逆变器由移相全桥零电压零电流变换电路和倍流整流滤波电路连接构成；所述移相全桥零电压零电流变换电路主要由功率开关管S1-S4、反并联二极管D1-D4、分别对应功开关率管S1-S2的输出电容C1-C2、隔直电容Cb和饱和电感Ls连接组成；所述倍流整流滤波电路由功率变压器T1、倍流整流二极管D5-D6、两个等值电感L21-L22、电容C3和负载Ro连接组成。

7.根据权利要求5所述的高可靠高性能大功率等离子体电源，其特征在于：所述数字化控制器的基于非神经超前机制的大功率驱动模块由用于做出非神经超前检测和保护动作的过热检测保护电路、过流/短路检测电路和欠压检测电路连接构成；所述过热检测保护电路由电阻R4-R6和R15、电容C1以及热敏电阻R7和比较器U3连接构成；所述过流/短路检测电路由比较器U1、电阻R1-R3和Rce、电容Cce、电源VDC1-VDC2、开关S以及二极管D3构成；所述欠压检测电路由稳压二极管ZD1-ZD2、二极管D1-D2、电阻R8-R14、电容C2、三级管Q1-Q2以及比较器U2连接构成。

8.根据权利要求5所述的高可靠高性能大功率等离子体电源，其特征在于：所述数字化控制器的ARM微控制器是指内置有基于UC/OS-II嵌入式平台、用于完成智能功率模块自我管理以及网络协同控制的数字化管理软件系统的ARM微控制器。