[发明专利]一种大功率固态高压脉冲电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种大功率固态高压脉冲电源，具体适用于电除尘器上的大功率固态高压脉冲电源，专门用于收集电除尘器四电场粉尘。

背景技术

现代工业高速发展的同时，不可避免的带来环境污染问题。工业产品的生产过程中排放大量粉尘，粉尘随风扩散会严重污染空气，危害人身健康。因此在工业烟气排放到大气中之前，必须对其进行除尘处理。

电除尘器作为我国工业除尘的主力设备，其高压供电电源及控制技术自八十年代初至今有了很大的发展。高频电源在粉尘比电阻较低的工矿环境下有着显著的除尘效果，但在粉尘比电阻较高的环境下，比如四电场的细小粉尘，很容易造成反电晕现象。

脉冲电源通过调整脉冲宽度和幅度来控制电晕电流，使沉积在收尘极上的电位梯度低于粉尘层击穿电压，从而有效的抑制反电晕，同时窄脉宽高压可以使高比粉尘快速荷电而不至于造成电场闪络。

现有的脉冲电源其脉冲功率较低，很难输出较高的电晕电流，不适用于除尘器电源。单脉冲上升幅值较高，对脉冲变压器的设计是个很大的挑战，高变比脉冲变压器其分布参数较大，对脉冲的前沿、脉宽及后沿影响严重；另外高压脉冲的高瞬时电流很容易造成器件的损坏。

发明内容

针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种大功率固态高压脉冲电源，采用全新设计架构，对脉冲的前沿、脉宽，以及后沿影响较小，并且能够很好的保证了脉冲功率。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种大功率固态高压脉冲电源，包括控制模块、至少两个脉冲电源模块和至少两个预设低变比的脉冲变压器；其中，控制模块分别与各个脉冲电源模块相连接，脉冲电源模块的数量与脉冲变压器的数量相等，且彼此一一相互对应，各个脉冲电源模块分别与对应脉冲变压器相连接，各个脉冲变压器依次串联。

作为本发明的一种优选技术方案：所述各个脉冲电源模块分别包括可控硅整流电路、绝缘栅双极型晶体管开关电路和大功率电容储能电路；其中，可控硅整流电路包括可控硅整流模块、电抗器L1、电容C1，所述控制模块分别与各个脉冲电源模块中可控硅整流模块的信号采集端相连接，可控硅整流模块的其中一个输出端与电抗器L1的其中一端相连接，电抗器L1的另一端作为可控硅整流电路的一个输出端，并与电容C1的其中一端相连接，可控硅整流模块的另一个输出端接地，并与电容C1的另一端相连接，且电容C1的该端作为可控硅整流电路的另一个输出端；绝缘栅双极型晶体管开关电路包括绝缘栅双极型晶体管、二极管D1和二极管D2，所述控制模块分别与各个脉冲电源模块中绝缘栅双极型晶体管的基极相连接，电抗器L1另一端所对应可控硅整流电路的输出端与二极管D1的正极相连接，二极管D1的负极作为绝缘栅双极型晶体管开关电路的其中一个输出端，并与绝缘栅双极型晶体管的集电极、二极管D2的负极相连接，电容C1另一端所对应可控硅整流电路的输出端，作为绝缘栅双极型晶体管开关电路的另一个输出端，并与绝缘栅双极型晶体管的发射极、二极管D2的正极相连接；大功率电容储能电路包括电容C2，二极管D1负极所对应绝缘栅双极型晶体管开关电路的输出端与电容C2的一端相连接，电容C2的另一端作为大功率电容储能电路其中一个输出端，电容C1另一端所对应绝缘栅双极型晶体管开关电路的输出端，作为大功率电容储能电路的另一个输出端；大功率电容储能电路的两个输出端与所述脉冲变压器的两输入端相连接；各个脉冲变压器的输出端彼此依次串联。

作为本发明的一种优选技术方案：所述控制模块为单片机。

作为本发明的一种优选技术方案：所述控制模块为dsPIC单片机。

作为本发明的一种优选技术方案：所述脉冲电源模块的数量为10个，所述脉冲变压器的低变比为1:12。

本发明所述一种大功率固态高压脉冲电源采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明设计的大功率固态高压脉冲电源，采用全新设计架构，由多个脉冲电源模块经对应脉冲变压器串联而成，使得脉冲电流可以得到很好的分配，并且针对脉冲变压器，使用低变比的脉冲变压器，能够大大减小分布参数，对脉冲的前沿、脉宽，以及后沿影响较小，并且能够很好的保证了脉冲功率；并且本发明设计的大功率固态高压脉冲电源，相比国内同行业，具有脉冲功率大、波形好，变压器一次侧电流分配合理的优点；不仅如此，其中采用dsPIC的控制方案，能有效的同步控制脉冲模块，大大加快系统响应速度。

附图说明

图1是本发明设计大功率固态高压脉冲电源的结构示意图；