[发明专利]一种大功率直流脉冲电源

说明书

本发明公开了一种大功率直流脉冲电源，包括整流电源、正极汇流母排、负极汇流母排、脉冲控制器和多个基本单元，所述整流电源的正极与正极汇流母排相连，整流电源的负极与负极汇流母排相连，多个基本单元并联设置在正极汇流母排与负极汇流母排之间，所述脉冲控制器与每个基本单元相连。本发明的电解单元采用分布式结构，通过带脉冲驱动管的脉冲变压器并利用磁平衡原理和电量的矢量叠加效应对每一个电解单元实现脉冲直流供电，容量不受限制，可满足任何规格电压电流等级的脉冲电源的需求，由于采用变压器作为脉冲发生元件，其损耗远低于IGBT、MOSFET等电力电子器件的通态损耗。

技术领域

本发明涉及蓄电池充电领域，特别涉及一种大功率直流脉冲电源。

背景技术

在电化工领域电解法生产所需的直流电源一般都有数千安培至数万安培，这些电源装置绝大多数都是由整流变压器加二极管整流器或晶闸管整流器组成，只能输出固定的或幅度可调的直流电流。而在电化工生产工艺中特别希望能在特定的条件下将这种直流电变为一种脉冲式的直流电输出到电解槽中。例如在高氯酸钾生产过程中，如果采用脉冲直流电可以有效解决极板表面沉积和电极表面极化效应的问题，提高转换效率，减少清理时间，降低劳动强度，在节能增效中会有显著效果。

在常用的铅酸蓄电池快速充电中也离不开脉冲直流电。铅酸蓄电池在充电过程中会产生多种极化反应，从而阻碍充电电流的增加，延长了充电时间。脉冲直流电的反向脉冲电流可以消除蓄电池充电过程中的极化反应，可使蓄电池接受更大的充电电流，达到快速充电的目的。在大容量蓄电池组快速充电中所需的脉冲直流电的功率也是很大的。

要实现大功率大电流的脉冲式直流供电是一件十分困难的事，即便是采用新型大功率电子器件（如IGBT、MOSFET）生产这样的脉冲式直流装置，要想达到几千安培到几万安培的输出电流其成本也是非常高的，经济性很难被市场所认可。同时这样集中式的脉冲电源在使用过程中还会存在以下问题：1.由于IGBT的管压降高，所以装置的效率会低于传统的整流器电源；2.装置周期性产生的脉冲电流必然对电网产生次波干扰，严重时会使周边用电设备无法正常工作；3.新型电力电子器件的可靠性比传统整流器低，因为IGBT、MOSFET的过载能力远低于整流管和晶闸管，且驱动要求高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高效节能、性能优良的大功率直流脉冲电源。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种大功率直流脉冲电源，包括整流电源、正极汇流母排、负极汇流母排、脉冲控制器和多个基本单元，所述整流电源的正极与正极汇流母排相连，整流电源的负极与负极汇流母排相连，多个基本单元并联设置在正极汇流母排与负极汇流母排之间，所述脉冲控制器与每个基本单元相连。

上述大功率直流脉冲电源，所述基本单元包括若干个相互并联的电解单元组，每个电解单元组均包括脉冲变压器、第一电解单元、第二电解单元、脉冲工作电源和两个脉冲驱动管，第一电解单元、第二电解单元结构相同，所述脉冲变压器的原边侧和副边侧均为带中心抽头的双线圈结构，脉冲变压器原边侧双线圈的中心抽头与脉冲工作电源的正极相连，脉冲变压器原边侧双线圈的两端分别与两个脉冲驱动管的漏极相连，两个脉冲驱动管的源极均接脉冲工作电源的负极，两个脉冲驱动管的栅极均接脉冲控制器，脉冲变压器副边侧双线圈的中心抽头与正极汇流母排相连，脉冲变压器副边侧双线圈的两端分别与第一电解单元、第二电解单元的正极相连，第一电解单元、第二电解单元的负极均与负极汇流母排相连。

上述大功率直流脉冲电源，所述脉冲控制器包括脉冲发生器和脉冲放大器，所述脉冲发生器的输出端与脉冲放大器的输入端相连，脉冲放大器的输出端与每个电解单元组的两个脉冲驱动管的栅极相连。

上述大功率直流脉冲电源，所述脉冲控制器输入到两个脉冲驱动管栅极的脉冲信号在时序上的相位差为180°。

本发明的有益效果在于：