[实用新型]一种双模控制的高压静电纺丝电源

说明书

本申请公开了一种双模控制的高压静电纺丝电源，包括：整流滤波模块用于将市电转换成直流电；升压变压器的变压器原边与功率半桥模块的输出端连接，用于将高频方波交流电进行初步升压，并输出至交错全波正负多倍压模块；交错全波正负多倍压模块与升压变压器的变压器副边连接，用于将升压后的交流电再次升压并整流成直流高压电；模拟/数字二选一控制模块与功率半桥模块、交错全波正负多倍压模块连接，用于发送PWM控制信号至功率半桥模块，以控制输出电压。本申请具备2种控制和3种输出方式选择，能防止高压电源模块的噪声干扰上位机正常工作，拥有更高的稳定性、集成度和抗干扰能力。

技术领域

本申请属于静电纺丝技术领域，尤其涉及一种双模控制的高压静电纺丝电源。

背景技术

静电纺丝技术是将聚合物流体在几千至几万伏高压静电场下进行高速喷射拉伸来得到纳米级纤维的纺丝技术，可应用于创伤敷料、药物稀释和生物组织工程等，而高压静电纺丝电源是静电纺丝的重要设备之一，其提供产生纺丝液射流的高压电。早期的高压电源由体积大的工频变压器和整流滤波得到高压直流，存在效率低、稳定性差、输出纹波大、体积大和操作复杂等缺点。

目前的高压静电纺丝电源装置多数采用的主电路拓扑的核心电路为全桥逆变电路，这种电路的前级需要能产生稳定的直流电压的电路(比如BOOST升压电路和PFC功率因数校正电路)，然后全桥逆变电路再将稳定的直流电压逆变为直流方波，而且全桥逆变电路有4个开关管，需要两对相位相反的驱动波形分别控制两组开关管，会造成驱动电路复杂，导致主电路结构复杂，使用的电子元器件多，体积和成本较大。

其次，目前已有实现方案中，变压器使用EE型磁芯和单槽骨架进行绕制，因为副边匝数会很多，这么多匝的细小导线绕制在单槽骨架上，相邻导线间的空隙很小，将会产生较大的层间寄生电容，引起变压器较大损耗，而且单槽绕线过多，线圈上的电压会比较高，容易发生放电。另外，目前已有实现方案中的倍压整流电路采用的电路有信克尔倍压电路、CW倍压电路、平衡式倍压电路。信克尔倍压电路对电容的耐压要求较高，随着倍数的增加，电容的电压应力随之增大，若倍压整流电路所需放大倍数较多，则采用信克尔倍压电路成本较大；CW倍压电路结构简单，但电容输出电压跌落大，纹波大；平衡式倍压电路能防止电压过大跌落，但变压器副边两输出绕组要求完全对称大大限制了电路的纹波改进。最后，辅助电源供电模块采用普通的反激拓扑电路，就需要开关管、吸收电路，具有偏置绕组及多路输出绕组的体积更大的变压器，电压反馈电路等组成，所需元器件多、体积大、成本高。

因此，上述的现有技术都存在着实现方法复杂，所需元器件多，体积庞大，操作困难，成本高，不便于集成到高压静电纺丝设备等的缺点。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种双模控制的高压静电纺丝电源，从220V交流输入经过整流滤波到功率半桥，获得直流高压电，最后由升压变压器接交错全波正负多倍压模块将直流高压电转换为高压电并输出。本申请中的主电路仅由整流滤波模块、功率半桥模块、升压变压器、交错全波正负多倍压模块和模拟/数字二选一控制模块及外围电路构成，且升压变压器使用UYF型磁芯和多槽骨架以及分槽绕制线圈方式构成，减少了体积和重量，并减少了损耗，且绝缘性良好。

本申请提供了一种双模控制的高压静电纺丝电源，包括：

整流滤波模块、功率半桥模块、升压变压器、交错全波正负多倍压模块和模拟/数字二选一控制模块；

所述整流滤波模块用于将市电转换成直流电，并输出至所述功率半桥模块；

所述功率半桥模块与所述整流滤波模块连接，用于根据所述模拟/数字二选一控制模块的PWM控制信号将所述直流电转换成高频方波交流电，并输出至所述升压变压器；

所述升压变压器的变压器原边与所述功率半桥模块的输出端连接，用于将所述高频方波交流电进行初步升压，并输出至所述交错全波正负多倍压模块；