[发明专利]具有火花击穿快速关断电路的高频高压电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压静电除尘器用高频高压电源，尤其是一种可及时可靠地检测到火花击穿并快速关断IGBT，且可将火花击穿发生的短暂信号进行锁存进行火花中断后续处理，避免发生拉弧，缩短了从火花击穿至电压再次上升至最大值的时间，可提高系统稳定性及除尘效率，避免电能浪费的具有火花击穿快速关断电路的高频高压电源。

背景技术

高压静电除尘器是在高压电场力的作用下，使带电尘粒沉积在电极上，从而将尘粒从含尘气体中分离出来的除尘装置，已广泛应用于电力、冶金、建材、化工、石油、纺织、锅炉、钢铁等行业。现有的高压静电除尘器专用大功率高频高压电源均设有与三相电相接的高频逆变单元，高频逆变单元的输出与高频升压单元相接，同时还设有与CPU相接的输出电流检测电路，由CPU根据所检测的输出电流控制触发驱动单元驱动高频逆变单元中的IGBT。因除尘器内部存在着气流不稳定以及极板极线形变等问题，基本上会以60次/分钟左右的频率随机发生高压火花击穿。设备负载正常时的输出电流波形如图1所示；火花击穿发生瞬间的输出电流波形如图2所示；若出现拉弧现象时的输出电流波形如图3所示。由于在输出端火花击穿时，输出电流只存在短暂的增加现象，因此现有的高频高压电源均无法保证及时且准确地在高频电源火花击穿的瞬间捕捉到火花击穿信号，只能靠除尘器内部已经出现的长时间的拉弧特性来检测火花击穿发生，继而才由CPU进行软件的火花中断处理。设备长时间拉弧，不仅降低除尘效率、造成电能浪费，而且还存在着设备损坏的风险。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种可及时可靠地检测到火花击穿并快速关断IGBT，且可将火花击穿发生的短暂信号进行锁存进行火花中断后续处理，避免发生拉弧，缩短了从火花击穿至电压再次上升至最大值的时间，可提高系统稳定性及除尘效率，避免电能浪费的具有火花击穿快速关断电路的高频高压电源。

本发明的技术解决方案是：一种具有火花击穿快速关断电路的高频高压电源，有CPU，CPU控制触发驱动单元驱动高频逆变单元，高频逆变单元的输出与高频升压单元相接，其特征在于：设有与高频升压单元输出电流相接的采样电路，采样电路的输出依次通过第一次电压跟随电路、第一次信号高速隔离电路、第二次电压跟随电路、高速电压比较电路、第二次信号高速隔离电路与火花信号锁存及处理电路相接，火花信号锁存及处理电路的输出一路与CPU相接，另一路与触发驱动单元相接，所述CPU通过火花信号锁存及处理电路控制触发驱动单元。

所述火花信号锁存及处理电路设有RS触发器U7，RS触发器U7的U7-10脚与第二次信号高速隔离电路的输出相接，RS触发器的U7-9输出分两路：一路通过二极管D2连接至CPU；另一路分别接或门U8D的U8D-12脚和或门U8A的U8A-1脚；或门U8的U8D-13脚接CPU的PFM-BC脚，或门U8A的U8A-2脚接CPU的PFM-AD脚；或门U8D的U8D-11输出为触发信号OUT-BC，或门U8A的U8A-3脚输出为触发信号OUT-AD；RS触发器U7的U7-8脚与发光二极管D1的阴极相接，发光二极管D1的阳极通过电阻R11接电源工作电压Ucc2，RS触发器U7的U7-13脚连接至CPU，RS触发器U7的U7-11脚、U7-12脚接电源地。

所述采样电路设有相串联的电阻R1、R2，电阻R2一端与滤波电容C1相接，另一端接电源地。

所述第一次电压跟随电路设有高速运放U1，高速运放U1的U1-3脚与滤波电容C1相接，U1-2脚与U1-6脚相接后与电阻R3相接；U1-7脚和U1-4分别与工作电压+Ucc1、- Ucc1相接。

所述第一次信号高速隔离电路设有高速运放U2，高速运放U2的U2-3脚与电阻R3另一端相接，高速运放U2的U2-6脚通过电阻R4与高速线性光耦U3的U3-1脚相接，高速运放U2的U2-2脚与高速线性光耦U3的U3-3脚相接，电容C2与高速运放U2的U2-6脚和U2-2脚相接，高速线性光耦U3的U3-4脚接电源地，高速线性光耦U3的U3-6脚接工作电压+Ucc1，高速线性光耦U3的U3-5脚为输出端。

所述第二次电压跟随电路设有高速运放U4，高速运放U4的U4-3脚通过电阻R5接电源地，U4-2脚与U4-6脚相接后与电阻R6相接；U4-7脚和U4-4分别与工作电压+Ucc1、- Ucc1相接。