[实用新型]高频高压大功率脉冲电源

说明书

技术领域

本发明涉及脉冲电源领域，更具体地涉及到高频高压大功率脉冲电源。

背景技术

在臭氧发生器、废气废水净化、高压电脉冲除尘等环保工程领域，经常要使用高压脉冲电源。现有的高压脉冲电源存在着频率、电压低(不超过20KV)，功率小(低于500W)等问题，无法提供高速大能量电荷来打断废气废水分之间的分子链，因而效能低，不能满足环保处理的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种频率电压更高、功率更大的脉冲电源，以满足废气废水处理中的现实需要。

本发明是这样实现的：一种高频高压大功率脉冲电源，包括互相连接的整流滤波电路、高频逆变电路、PWM驱动保护电路、电流检测电路、取样电路以及高频变压器，高频变压器的次级线圈骨架为聚四氟乙烯材料制成的筒体，该骨架筒体的外圆由多个环槽形成，环槽内绕有线圈，各环槽的线圈从骨架筒体的一端依次相连到另一端构成次级线圈。高频变压器的初级线圈用铜箔带与聚四氟乙烯薄膜合并绕制形成。高频逆变电路采用全桥IGBT元件作为功率开关器件，通过PWM驱动电路触发控制全桥IGBT元件通断，得到高频(0-300KHz)交流电的1.414倍的方波电压，再经大功率高频变压器升压获得所需要的脉冲高电压。

现有脉冲电源的高频变压器，其次级高压一般在20KV以下，高于此电压高压线圈自身就容易击穿。本发明采用介质损耗小、有优良耐热性和耐电弧性的聚四氟乙烯塑料制作线圈骨架，提高了线圈耐压等级。并在骨架筒体外圆部分做成多个环槽，将高压线圈分段依次分布在各个环槽内，拉大了高压线圈自身匝间的绝缘距离，因此线圈可以承受高达200KV的电压。此外，为克服高频电流的集肤效应，变压器的初级线圈采用铜箔带与聚四氟乙烯薄膜合并绕制。本发明摒弃了现有脉冲电源中高频逆变电路常用的晶闸管、MOS管开关器件，而采用了具有高速、大功率、高可靠、低开关损耗及门极控制方便的IGBT元件作为功率开关器件，因而适合在高压高频、大电流脉冲条件下工作，满足了废水废气处理等工程 需求。本发明脉冲电源的频率可达300KHz，电压可达200KV，功率可达20KW。

本发明的目的、特征及优点将通过实施例，结合附图进行详细说明。

附图说明

图1为本发明主要电路结构的方框图。

图2为高频变压器次级线圈骨架结构示意图。

图3为本发明实施例高频逆变电路的IGBT元件。

具体实施方式

如图1所示的一种废气处理用高频高压大功率脉冲电源电路方框图，由整流滤波电路、高频逆变电路、电流检测电路、PWM驱动保护电路、高频变压电路、取样电路和辅助电源电路连接组成。输入交流220V或380V，输出电压为45000V，频率18KHz，功率4KW。其高频变压电路为一高频变压器，铁芯用铁氧体，初级线圈用宽80mm、厚0.15mm的铜箔与聚四氟乙烯薄膜合并绕制。次级线圈用单根漆包线依次由上至下缠绕在如图2所示的四氟乙烯塑料骨架的线槽中，绕满一槽后进入相邻下一槽继续绕制，总匝数为3，333匝，每槽278匝，共分12槽。

高频逆变电路如图3所示。该电路采用GT40N60型IGBT全桥逆变模块，IGBT(Insolated Gate Bipolar Transistor)即绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点。图中IGBT管Q7、Q8、Q16、Q17组成全桥逆变电路，由图1 PWM驱动保护电路中型号TL494的集成电路提供的PWM脉冲经IGBT栅极控制形成ZVS-PWM(零电压开关脉宽调制)开关过程，产生高频开关电流，再经图3中的高频变压器J2升压后输出给环保设备所需的放电装置。与T5绕组并联的R25、C20为吸收电路，用于吸收主电路开关过程产生的浪涌电压，互感器T5用于检测负载电流，通过TL494实现过流保护功能。稳压管D19、D20、D36、D37构成过压保护。