高頻升壓電源的脈寬和容抗聯合調壓電路制造技術

一種高頻升壓電源的脈寬和容抗聯合調壓電路，涉及到一種高頻升壓電路，包括控制電路和功率升壓電路，在控制電路中有脈沖寬度調節電路，在升壓變壓器的初級線圈回路中有容抗切換電路，容抗切換電路由切換開關和調容容抗器構成；在功率升壓電路中，第一功率開關管和第二功率開關管構成功率輸出對管，第一功率開關管和第二功率開關管受開關信號控制交替導通，第一功率開關管的源極與第二功率開關管的漏極連接后構成功率輸出對管的中點，功率輸出對管的中點通過容抗切換電路連接到升壓變壓器初級線圈的尾端。本發明專利技術的實現高頻升壓電源的輸出高電壓幅度可調，使電集塵器裝置或等離子體設備處于最佳的運行工況中，實現節省電能。

【技術實現步驟摘要】
高頻升壓電源的脈寬和容抗聯合調壓電路
本專利技術涉及到一種電子電路，特別涉及到一種高頻升壓電路。
技術介紹
高頻開關電源由于去掉了工頻變壓器而具有高效率和小型化的特點，在工業生產、環保和現代通信領域得到廣泛應用。在電站鍋爐的煙氣凈化系統中或易產生粉塵的生產車間中，需使用電集塵器來除塵，在電集塵器裝置中，需上高頻升壓電源產生靜電。當前，等離子技術已得到廣泛的應用，工業上應用于等離子點火、等離子體煤氣化、等離子熱解水制氫、工業有害物質處置、醫療垃圾處置、生活垃圾無害化及能源化處置。用等離子體處置工業有害物質、醫療垃圾、生活垃圾的方式與一般的焚燒方式大不一樣，等離子體是在電離層或放電現象下所形成的一種狀態，放電作用使得工作氣分子失去外層電子而形成離子狀態，經相互碰撞而產生高溫，等離子體火炬的中心溫度可高達攝氏5萬度以上，火炬邊緣溫度也可達到3千度以上，被處理的工業有害物質、醫療垃圾、垃圾廢物受到高溫高壓的等離子體沖擊時，其分子、原子將會重新組合而生成新的物質，從而使有害物質變為無害物質。利用等離子體噴槍把水蒸汽氣化劑加熱分解后再噴入生活垃圾氣化爐內或煤氣化爐內與焦炭進行化學反應，所發生的反應是放熱反應，可以為氣化爐提供原料烘干和熱解所需的熱量，從而使氣化爐不需輸入空氣或氧氣，生產的合成氣中氫氣的分數比例高，廢氣的含量低，可作為生產甲醇的原料氣利用。用等離子體噴槍加熱分解水蒸汽做氣化劑來氣化煤或垃圾將成為今后的首選，在常壓條件下，溫度在2000K時水分子幾乎不分解，2500K時有25%的水發生分解，3400～3500K時氫氣和氧氣的摩爾分數達到最大，分別為18%和6%，當溫度達到4200K時，水分子將全部分解為氫氣、氫、氧氣、氧和氫氧原子團，一般的加熱方式難以達到這么高的溫度，而使用等離子體噴槍則很容易做到。一般等離子體噴槍的電弧作用在噴槍之外，而用于分解水蒸汽的等離子體噴槍與一般等離子體噴槍不同，為了實現把水分子分解為氫和氧，提高水分子的分解率，用于分解水蒸汽的等離子體噴槍其電弧作用在噴槍的內部，并且是多級電弧串聯，高溫等離子體電弧的能量集中作用在噴槍內的水分子上，使水分子很容易分解，分解效率高。這類等離子體噴槍需要高壓電源進行引弧，使噴槍內產生等離子體電弧。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種高頻升壓電源的脈寬和容抗聯合調壓電路，用于電集塵器裝置和等離子體引弧的高頻升壓電源裝置中，實現高頻升壓電源的輸出高電壓幅度可調，以滿足不同工況的電壓要求，使高頻升壓電源裝置效率高和工作可靠。本專利技術的一種高頻升壓電源的脈寬和容抗聯合調壓電路，包括控制電路和功率升壓電路,功率升壓電路由功率開關管和升壓變壓器構成，其特征是在控制電路中有脈寬調節變阻器RP和脈寬電容器C6構成的脈沖寬度調節電路，在升壓變壓器的初級線圈回路中有容抗切換電路，容抗切換電路由切換開關和調容容抗器C8～10構成，調容容抗器C8～10為一只以上的無極性電容器；在功率升壓電路中，第一功率開關管VT5和第二功率開關管VT10構成功率輸出對管，第一功率開關管VT5和第二功率開關管VT10受開關信號控制交替導通，第一功率開關管VT5的源極與第二功率開關管VT10的漏極連接后構成功率輸出對管的中點，功率輸出對管的中點通過容抗切換電路連接到升壓變壓器初級線圈的尾端。本專利技術中，切換開關為多個單極開關或波段轉換開關，當切換開關為多個單極開關時，各個單極開關各與一只無極性電容器串聯后連接在升壓變壓器初級線圈的尾端與功率輸出對管的中點之間；當切換開關為波段轉換開關時，波段轉換開關KB為單刀多位開關，波段轉換開關KB的刀極連接到功率輸出對管的中點，波段轉換開關KB上的各個位極各通過一只無極性電容器連接到升壓變壓器初級線圈的尾端；在功率輸出對管的中點與升壓變壓器T2的初級線圈之間有固定容抗器C7，固定容抗器C7為一只無極性電容器；在電路中有直流供電線路1、第一分壓電容器C1和第二分壓電容器C2，直流供電線路1連接到第一分壓電容器C1的正極，第一分壓電容器C1的負極連接到第二分壓電容器C2的正極后再連接到升壓變壓器初級線圈的頭端，第二分壓電容器C2的負極連接到地線；控制電路中有振蕩門IC1、反相門IC2、延遲門IC3、第一控制門IC4、隔離二極管和第二控制門IC5，振蕩門IC1產生的振蕩周期前半周信號通過反相門IC2和延遲門IC3輸送到第一控制門IC4的輸入端，第一控制門IC4的輸出端構成前半周開關信號輸出端；振蕩門IC1產生的振蕩周期后半周信號通過隔離二極管輸送到第二控制門IC5的輸入端，第二控制門IC5的輸出端構成后半周開關信號輸出端；脈沖寬度調節電路設置在振蕩門IC1的輸出端與延遲門IC3的輸入端之間；在控制電路和功率升壓電路之間有隔離變壓器T1和驅動電路，隔離變壓器T1由輸入線圈L1、第一輸出線圈L2和第二輸出線圈L3構成，輸入線圈L1連接到控制電路的開關信號輸出端，第一輸出線圈L2構成前半周開關信號輸出接口，第二輸出線圈L3構成后半周開關信號輸出接口；驅動電路包括第一驅動電路和第二驅動電路，第一驅動電路和第二驅動電路互相隔離，其中，第一驅動電路的輸入端連接到隔離變壓器T1的第一輸出線圈L2，第一驅動電路的輸出端連接到第一功率開關管VT5的柵極，第二驅動電路的輸入端連接到隔離變壓器T1的第二輸出線圈L3，第二驅動電路的輸出端連接到第二功率開關管VT10的柵極。本專利技術在電集塵器裝置和等離子體引弧的高頻升壓電源中應用，所述高頻升壓電源工作頻率為10-100KHz，是一種高頻開關電源。高頻開關電源具有高效率和小型化的特點。高頻升壓電源主要由電源輸入電路、控制電路、驅動電路和功率輸出電路組成，其中，控制電路由振蕩門產生矩形脈沖波開關信號，為了獲取使第一功率開關管VT5和第二功率開關管VT10交替導通的開關信號，在控制電路中，利用反相門與第一控制門構成的二級電路來獲取振蕩周期的前半周信號，用來驅動第一功率開關管VT5，利用第二控制門的一級電路來獲取振蕩周期的后半周信號，用來驅動第二功率開關管VT10，第一控制門和第二控制門交替輸出開關信號，從而使第一功率開關管VT5和第二功率開關管VT10交替導通，使得升壓變壓器的初級低壓線圈中流過高頻交變電流，次級高壓線圈便感應產生數萬至數十萬伏的高頻電壓。為了避免第一功率開關管VT5和第二功率開關管VT10共態導通而造成損壞，控制電路中具有死區控制時間電路，所述死區控制時間略大于功率開關管的存儲時間。為了避免功率開關管過流損壞，當流過功率開關管的電流達到給定值時，取樣電壓反饋到控制電路中，使振蕩門停止振蕩并使第一控制門和第二控制門停止輸出開關信號，使第一功率開關管VT5和第二功率開關管VT10截止，實現逐周過流保護。控制電路采用門電路為主控元件，門電路為數字化的集成電路，非常適合矩形脈沖波的形成和控制，其產生的開關信號用來驅動功率開關管也非常匹配，CMOS數字集成電路還是一種微功耗元件，具有電源電壓工作范圍寬、抗干擾能力強、輸入阻抗高、電路接口簡單、工作可靠和使用壽命長的特點，因此，使得高頻升壓電源具有結構簡單、工作可靠、效率高和工作穩定的特點。本專利技術在升壓變壓器的初級線圈回路中串聯電容器，可以在不改變升壓變壓器線圈變壓比的情況下，來本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高頻升壓電源的脈寬和容抗聯合調壓電路，包括控制電路和功率升壓電路，功率升壓電路由功率開關管和升壓變壓器構成，其特征是在控制電路中有脈寬調節變阻器（RP）和脈寬電容器（C6）構成的脈沖寬度調節電路，在升壓變壓器的初級線圈回路中有容抗切換電路，容抗切換電路由切換開關和調容容抗器（C8～10）構成，調容容抗器（C8～10）為一只以上的無極性電容器；在功率升壓電路中，第一功率開關管（VT5）和第二功率開關管（VT10）構成功率輸出對管，第一功率開關管（VT5）和第二功率開關管（VT10）受開關信號控制交替導通，第一功率開關管（VT5）的源極與第二功率開關管（VT10）的漏極連接后構成功率輸出對管的中點，功率輸出對管的中點通過容抗切換電路連接到升壓變壓器初級線圈的尾端。

【技術特征摘要】
1.一種高頻升壓電源的脈寬和容抗聯合調壓電路，包括控制電路和功率升壓電路，功率升壓電路由功率開關管和升壓變壓器構成，其特征是在控制電路中有脈寬調節變阻器（RP）和脈寬電容器（C6）構成的脈沖寬度調節電路，在升壓變壓器的初級線圈回路中有容抗切換電路，容抗切換電路由切換開關和調容容抗器（C8～10）構成，調容容抗器（C8～10）為一只以上的無極性電容器；控制電路中有振蕩門（IC1）、反相門（IC2）、延遲門（IC3）、第一控制門（IC4）、隔離二極管和第二控制門（IC5），振蕩門（IC1）產生的振蕩周期前半周信號通過反相門（IC2）和延遲門（IC3）輸送到第一控制門（IC4）的輸入端，第一控制門（IC4）的輸出端構成前半周開關信號輸出端；振蕩門（IC1）產生的振蕩周期后半周信號通過隔離二極管輸送到第二控制門（IC5）的輸入端，第二控制門（IC5）的輸出端構成后半周開關信號輸出端；脈沖寬度調節電路設置在振蕩門（IC1）的輸出端與延遲門（IC3）的輸入端之間；在功率升壓電路中，第一功率開關管（VT5）和第二功率開關管（VT10）構成功率輸出對管，第一功率開關管（VT5）和第二功率開關管（VT10）受開關信號控制交替導通，第一功率開關管（VT5）的源極與第二功率開關管（VT10）的漏極連接后構成功率輸出對管的中點，功率輸出對管的中點通過容抗切換電路連接到升壓變壓器初級線圈的尾端。2.根據權利要求1所述的一種高頻升壓電源的脈寬和容抗聯合調壓電路，其特征是切換開關為多個單極開關或波段轉換開關，當切換開關為多個單極開關時，各個單極開關各與一只無極性電容器串聯后連接在升壓變壓器初級線圈的尾端與功率輸出對管的中點之間；當切換...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周開根，
申請(專利權)人：衢州昀睿工業設計有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33