[实用新型]一种硬质阳极化用开关电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及铝及其合金硬质阳极化表面处理用电源领域，具体说是一种硬质阳极化用开关电源。尤指一种铝及其合金硬质阳极化用开关电源。

背景技术

硬质阳极化表面处理不同工件时，除相关工艺参数要求不同外，还要求硬质阳极化用电源的输出波形不同。目前，硬质阳极化用电源的输出波形有：连续直流、直流正弦半波及脉冲等波形形式，所述脉冲波形还可以具体细化分为：正向脉冲、反向脉冲、双向脉冲及直流叠加脉冲等波形形式。不同输出波形可分别由不同电源独立实现，亦可在一台电源中集成实现多种输出波形。

现有技术中，晶闸管工频相控整流电源方案如图1.a、1.b所示，利用单相桥式半控整流电路，可实现直流正弦半波和连续直流两种输出波形形式。为实现降压和电气隔离，需要增加工频变压器。该方案存在以下缺点：

(1)存在庞大笨重的工频变压器，为避免电网三相不平衡问题，变压器需考虑平衡变压器(T-Scott)设计方案；

(2)直流正弦半波输出时，工频变压器二次侧电流中存在直流分量，容易造成铁芯直流磁化，使铁芯工作在磁饱和附近。为防止磁饱和现象的发生，变压器铁芯中需增加气隙，从而使铁芯磁阻增大，效率降低；

(3)连续直流输出时，为满足电源纹波要求，工频滤波较高频滤波回路设计困难；

(4)晶闸管工频相控整流方案，存在功率因数低，谐波电流大， 动态调节速度慢，稳定性差的问题；

(5)此方案无法实现脉冲波形输出，且直流正弦半波频率固定(50Hz)不可调。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种硬质阳极化用开关电源，克服晶闸管工频相控整流方案体积庞大笨重、效率低、功率因数低、谐波污染严重、输出纹波大、动态响应慢及稳定性差等问题。

本实用新型为解决现有技术问题所采用的技术方案如下：

一种硬质阳极化用开关电源，其特征在于，开关电源的主电路包括：采用冗余结构的功率模块并联电路，所述功率模块并联电路的输入端与三相配电电路连接，输出端与全桥换向电路连接，

所述功率模块并联电路包括N+1个并联连接的功率模块，N值大于等于1，

每个功率模块具有相同的内部结构，采用IGBT作为主功率开关器件，每个功率模块有单独的断路器进行主电分合闸控制，

开关电源的控制电路通过数字控制技术产生PWM驱动脉冲，实现对IGBT的通断控制。

在上述技术方案的基础上，通过移相PWM控制策略,可实现所述主功率开关器件IGBT工作在零电压开关ZVS的软开关环境下。

在上述技术方案的基础上，所述功率模块包括：依次连接的三相不控整流及滤波电路、高频逆变电路、超微晶变压器、次级全波整流滤波电路；

高频逆变电路、超微晶变压器和次级全波整流滤波电路构成移相全桥ZVS变换器。

在上述技术方案的基础上，所述次级全波整流滤波电路为快恢复二极管全波整流滤波电路。

在上述技术方案的基础上，所述全桥换向电路用于实现多种脉冲波形的输出，采用IGBT作为换向开关器件，通过数字控制技术实现对IGBT的通断控制。

在上述技术方案的基础上，所述开关电源的控制电路包括高速的数字处理芯片，

所述高速的数字处理芯片集成了AD采样、DA输出、铁电存储、PWM脉冲生成及用于实现各种保护检测功能的保护检测模块。

在上述技术方案的基础上，所述移相全桥ZVS变换器包括：

主功率开关管Q₁、Q₂、Q₃、Q₄，反并联二极管D₁、D₂、D₃、D₄，主功率开关管的等效输出电容C₁、C₂、C₃、C₄，

主功率开关管Q₁、反并联二极管D₁、主功率开关管的等效输出电容C₁并联，

主功率开关管Q₂、反并联二极管D₂、主功率开关管的等效输出电容C₂并联，

主功率开关管Q₃、反并联二极管D₃、主功率开关管的等效输出电容C₃并联，