[发明专利]静电除尘用脉冲电源电路及其设计方法

说明书

本发明公布了一种脉冲高压电源电路及其设计方法，包括耦合电感、谐振电感、耦合电容、负载电容、负载电阻、晶闸管开关及反并二极管、直流电源。该电路由直流侧直流电源、脉冲侧直流电源供电，脉冲侧直流电源连接第一耦合电感另一端连接谐振电感，谐振电感另一端先与晶闸管及反并二极管连接后接地直流侧直流电源与第二耦合电感相连，另一端与负载电容相连，负载电阻与负载电容并联，第一与第二耦合电感间连接耦合电容。本发明适用于静电除尘用脉冲高压电路的设计，针对脉冲高压电路拓扑形成新的电路设计方法，解决传统设计方法不精确及设计参数设计不合理造成的负载电压拖尾问题，能够有效根据负载调整波形方案，提高电源稳定性和高除尘效率。

技术领域

本发明涉及脉冲电源电路，尤其是新型静电除尘用脉冲电源的电路设计，属于环保设备技术领域。

背景技术

随着中国工业化进程的快速发展，环境污染也日益加重。进入21世纪后，国家对日益严重的大气污染问题提高重视，相应出台各类大气排放标准。传统静电除尘设备已经不能满足现有的排放标准，静电除尘器的革新成为必然。其中高压电源系统是影响静电除尘器工作效果的关键。由于传统的工频电源和高频电源均属于恒流电源，高比阻及细微粒粉尘易引发反电晕和二次扬尘，损坏静电除尘器。

因此，国内外提出了几种脉冲电源电路，但是设计上较为粗糙，没有考虑负载电压的正当问题，缺乏对脉冲电源电路深入的建模及设计。例如：由丹麦Smith公司提出的四代脉冲电源系统可以对脉冲波形进行调节，但是存在不能优化脉冲波形，造成电压拖尾、直流电压叠加，脉冲震荡的问题，会严重影响脉冲电源的除尘效果及运行稳定性。因此，对输出电压可调节的新型静电除尘用脉冲电源电路的深入数学建模及更为精确的设计尤为关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述技术缺陷，提出一种新型脉冲高压电源的设计方法，通过将工作状态分为脉冲谐振和负载震荡的方式对电路的参数依次进行设计，克服传统设计方法不考虑负载震荡的问题，实现除尘器的高效运行。为了达到以上所诉目的，本发明采用如下设计方法：

新型带静电除尘用脉冲电源电路，其特征在于包括两个耦合电感L_DC、L_PS、谐振电感L、耦合电容C_couple、负载电容C_F)、负载电阻(R_F)、闸管开关及反并二极管SW、两个直流电源V_PS、V_DC。新型高压脉冲电源电路由直流侧直流电源(V_DC)供电及脉冲侧直流电源V_PS供电，两电源通过耦合电感L_DC、L_PS耦合，输出加载在耦合电容C_couple两端，第一耦合电感L_PS另一端连接谐振电感L，谐振电感L另一端与晶闸管及反并二极管SW正向连接，所述晶闸管及反并二极管SW的另一端与大地相，第二耦合电感L_DC另一端负载电容C_F相连，负载电容C_F另一端与大地相连，负载电阻R_F与负载电容并联。

当所有开关器件都关闭时，由DC侧直流电源V_DC通过第二耦合电感L_DC，给负载电容C_F、负载电阻R_F供电，电压为直流负极性高电压V_DC。

晶闸管及反并二极管SW开通后，负载电容C_F与谐振电感L、晶闸管开关及反并二极管SCR1构成谐振网络，在负载电容C_F产生负极性脉冲高压，谐振完成，二极管过零自动关断，谐振完成。将谐振过程称之为脉冲谐振状态，将谐振完成后到下一次脉冲前的状态称之为负载震荡状态。