[发明专利]一种模块化中高压交流电源

说明书

本发明提供一种模块化中高压交流电源，包括低压直流电源输入端、若干个低压逆变模块、高压交流电源输出端，所述低压逆变模块的输入端相互并联并与低压直流电源输入端连接，所述低压逆变模块的输出端依次串联后与高压交流电源输出端相连，低压逆变模块的同步端子J通过同步信号线连接，通过改变逆变模块串联数量来扩展输出交流电压等级，基于分时复用原理实现同步信号和输出均压参考的传送，仅采用非通信总线方式的单母线数据传输方法，结构简单，大大减小了传统逆变方案变压器的损耗，成本低实用性强，为中高压交流电源提供了一种新的方案。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种模块化中高压交流电源。

背景技术

通过电晕放电或介质阻挡放电实现低温等离子体技术广泛应用于空气净化、污水处理和材料表面污垢清洗。然而，想要产生电晕放电或介质阻挡放电就必须要求高压交流电源，其电压幅值为几千伏到几十千伏范围。在汽车空气净化领域，高压交流电源输入为12V直流电，输出为高压交流电，由于输出电压有效值远高于输入电压的幅值，常用逆变方案通过使用高匝比高频变压器和直流变换电路实现对直流电压的大倍数升压，再经逆变电路将其逆变为高压交流电。但该方案存在变压器损耗大、功率管承受高压、散热要求高、设计难度大和成本高的不足。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种模块化中高压交流电源。

一种模块化中高压交流电源，包括低压直流电源输入端、若干个低压逆变模块、高压交流电源输出端，所述低压逆变模块的输入端相互并联并与低压直流电源输入端连接，所述低压逆变模块的输出端依次串联后与高压交流电源输出端相连，低压逆变模块的同步端子J通过同步信号线连接，所述低压逆变模块包括：

电压RMS测量电路，与低压逆变模块的输出端连接，用于获取输出电压有效值V_rms；

二选一复用开关，一端与同步端子J连接，用于同步信号线分时传输同步信号syn和输出电压有效值平均值

同步电路，一端与二选一复用开关的CH0端连接，用于获取所有低压逆变模块中最先产生的中断溢出信号OV，并生成唯一的同步信号Syn；

输出电压平均电路，其一端与二选一复用开关的CH1端连接，输入端与电压RMS测量电路连接，用于获取低压逆变模块的输出电压有效值平均值

控制器，其分别与电压RNS测量电路、同步电路、输出电压平均电路以及二选一复用开关连接，通过接收到的输出电压有效值、输出电压有效值平均值及同步信号，根据逆变控制算法获得逆变电路开关管的占空比，并输出该占空比的PWM信号；

逆变电路，根据控制器输出的PWM信号将直流电逆变为交流电。

所述同步电路包括PWM模块、三态门、PWM输出控制模块、同步信号Syn丢失定时/计数模块，所述PWM模块的PWM输出端与三态门输入端连接，所述PWM模块的OV端与PWM输出控制模块连接，所述PWM输出控制模块与三态门的控制端连接，所述同步信号Syn丢失定时/计数模块复位信号输出端与PWM输出控制模块连接，所述PWM输出控制模块及同步信号Syn丢失定时/计数模块分别通过获取同步端子J的同步信号Syn输出CTL信号及Reset信号。

所述同步电路还包括上电延时模块，实现电路在上电之后延时T_d，T_d大于PWM信号的周期T_s，所述上电延时模块连接PWM模块的EN端。

所述同步电路的工作原理为：

PWM模块出现中断溢出信号OV，最早出现OV↑的同步电路触发PWM输出控制模块，将CTL锁存为高，三态门G1开通，PWM信号输出，从而产生同步信号Syn；