[发明专利]一种用于电脱盐的变频脉冲电源及其产生方法

权利要求书

1.一种用于电脱盐的变频脉冲电源，其特征在于，包括：

低压直流电源装置，包括整流器和滤波装置，用于对低压交流电进行整流滤波处理，输出幅值经过调整的第一低压直流电源；

蓄能装置，用于逆周期蓄能，并在完成蓄能后输出第二低压直流电源；

第一逆变装置，与所述第一低压直流电源装置连接，用于对所述第一低压直流电源进行逆变处理；

第二逆变装置，与所述蓄能装置连接，用于提供所述蓄能装置逆周期蓄能的路径或对所述第二低压直流电源进行逆变处理；和所述第一逆变装置级联，通过占空比调制输出幅值经过调整的低压脉冲电源，所述低压脉冲电源为双极性低压脉冲电源或多极性低压脉冲电源；

脉冲变压器装置，与级联的第一逆变装置、第二逆变装置连接，用于对所述低压脉冲电源进行升压处理，输出高压脉冲直流电源；所述脉冲变压器装置的输入端的电抗值与所述蓄能装置的电容值相匹配；

检测装置，用于监测低压脉冲电源的电流和电压，获取输出参数；

控制装置，分别与所述第一低压直流电源装置、第一逆变装置、第二逆变装置、检测装置连接，用于控制所述蓄能装置逆周期蓄能的时机，根据所述输出参数调节所述低压直流电源的幅值、所述低压脉冲电源的幅值和频率。

2.根据权利要求1所述的用于电脱盐的变频脉冲电源，其特征在于，所述脉冲变压器装置的输入端的电抗值与所述蓄能装置的电容值相匹配的匹配公式为：C＝(L*I)/(U²)，其中：C为蓄能装置的电容值，L为脉冲变压器装置初级的电抗值，I为流过脉冲变压器装置初级的电流瞬时平均值，U为蓄能装置充电的电压。

3.根据权利要求1所述的用于电脱盐的变频脉冲电源，其特征在于，所述第一逆变装置和第二逆变装置均包括一组H桥逆变器和逆变驱动电路，所述控制装置通过所述逆变驱动装置驱动所述H桥逆变器，所述H桥逆变器的开关管并联有保护二极管。

4.根据权利要求3所述的用于电脱盐的变频脉冲电源，其特征在于，所述H桥逆变器的开关管全为MOS管或全为IGBT晶体管。

5.根据权利要求1所述的用于电脱盐的变频脉冲电源，其特征在于，所述蓄能装置和滤波装置为电容器组。

6.根据权利要求1所述的用于电脱盐的变频脉冲电源，其特征在于，所述整流器是三相可控硅整流器。

7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的用于电脱盐的变频脉冲电源，其特征在于，所述控制装置包括：

参数采集模块，与所述检测装置连接，用于从检测装置接收输出参数；

第一低压直流电源控制模块，与所述第一低压直流电源装置连接，用于调节所述第一低压直流电源的幅值；

脉冲宽度调制模块，与所述第一逆变装置、第二逆变装置连接，通过脉冲宽度调制方式调节所述双极性低压脉冲电源的幅值；

中心处理模块，分别与所述参数采集模块、低压直流电源控制模块和脉冲宽度调制模块连接，用于根据所述输出参数，通过低压直流电源控制模块控制所述低压直流电源装置输出的第一低压直流电源的幅值、通过脉冲宽度调制模块控制所述第一逆变装置、第二逆变装置级联输出的低压脉冲电源和控制所述蓄能装置逆周期蓄能的时机。

8.一种变频脉冲电源的产生方法，其特征在于，应用如权利要求8所述的用于电脱盐的变频脉冲电源，包括：

第一周期：将第一逆变装置设置为斩波模式，将第二逆变装置设置为旁路模式，由第一逆变装置提供正周期的低压脉冲电源；脉冲变压器装置，对所述低压脉冲电源进行升压处理，输出高压脉冲直流电源；

第二周期：当所述正周期的低压脉冲电源的电流达到上限值时，第一逆变装置设置为旁路模式，第二逆变装置的所有开关管关断，脉冲变压器装置的续流能量通过开关管的保护二极管给储能装置充电；

第三周期：将第一逆变装置设置为斩波模式，将第二逆变装置设置为旁路模式，由第一逆变装置提供负周期的低压脉冲电源；脉冲变压器装置，对所述低压脉冲电源进行升压处理，输出高压脉冲直流电源；

第四周期：当负周期低压脉冲电源的电流达到上限值时，第一逆变装置设置为旁路模式，第二逆变装置的所有开关管关断，脉冲变压器装置的续流能量通过开关管的保护二极管给储能装置充电；

第五周期：将第一逆变装置设置为斩波模式，将第二逆变装置设置为斩波模式，由第一逆变装置提供正周期的低压脉冲电源；脉冲变压器装置，对所述低压脉冲电源进行升压处理，输出高压脉冲直流电源；第一逆变装置和第二逆变器装置串联共同输出电压，提供正周期的低压串联叠加脉冲电源；

第六周期：将第一逆变装置设置为斩波模式，将第二逆变装置设置为斩波模式，由第一逆变装置提供负周期的低压脉冲电源；脉冲变压器装置，对所述低压脉冲电源进行升压处理，输出高压脉冲直流电源；第一逆变装置和第二逆变器装置串联共同输出电压，提供负周期的低压串联叠加脉冲电源；

所述斩波模式为逆变装置的单脉冲输出控制，建立从逆变装置的正极-第一输出-第二输出-下桥臂-逆变装置的负极的正周期路径，或建立从逆变装置的正极-第二输出-第一输出-下桥臂-逆变装置的负极的负周期路径；

所述旁路模式为通过对逆变装置的两个上桥臂或者两个下桥臂开关管的导通控制，将逆变装置的两个输出通过逆变器的两个下桥臂或者两个上桥臂短接在一起。