專利名稱：一種氫氟酸電解用開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電解電源裝置，屬于氫氟酸電解電源領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氫氟酸電解電源為低壓大電流供電裝置，一般為晶閘管整流裝置。晶閘管整流方式的電解電源為工頻相控方式，存在效率低、功率因數(shù)低、輸出電壓紋波大、穩(wěn)定性較差等不足。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服晶閘管電解電源的不足，將FB-ZVS-PWM移相全橋高頻軟開關(guān)DC/DC變換器弓I入電源主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，采用IGBT作為主功率器件，用PWM控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT的通斷控制，從而提供一種輸出15V/10000A的高頻氫氟酸電解電源裝置。本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種高頻軟開關(guān)大功率電源，其主要特征包括三相不控整流及濾波電路、高頻逆變電路、超微晶高頻變壓器、次級(jí)全波整流電路。為實(shí)現(xiàn)大電流輸出并克服單個(gè)變壓器功率受限的問題，本實(shí)用新型采用四個(gè)功率單元并聯(lián)，每個(gè)功率單元采用兩個(gè)變壓器原邊串聯(lián)副邊并聯(lián)的形式進(jìn)行功率輸出。多單元工作方式可以保證即使在某一個(gè)功率單元發(fā)生故障時(shí)，剩余的三個(gè)功率單元仍能保持正常運(yùn)行，有效地提高系統(tǒng)的冗余度，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。本實(shí)用新型技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比的其有益效果表現(xiàn)如下本實(shí)用新型高頻軟開關(guān)電解電源可以很好的克服晶閘管整流效率低、輸出電壓文波大的缺點(diǎn)。系統(tǒng)采用多功率單元并聯(lián)輸出結(jié)構(gòu)，即為模塊化的N+1并聯(lián)冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效地提高電源整機(jī)的輸出能力，提高電源功率密度，降低電源成本，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

圖1為本實(shí)用新型主電路結(jié)構(gòu)方案圖2所示為FB-ZVS-PWM移相全橋軟開關(guān)變換器的主電路結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
為了充分理解本實(shí)用新型的內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)一步介紹和說明，但不局限于此。圖1所示為本實(shí)用新型主電路原理圖三相380V進(jìn)電經(jīng)三相濾波器(1)和三相接觸器(2 )后，分別引入四個(gè)具有相同內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的功率單元中，每個(gè)功率單元有單獨(dú)的空氣開關(guān)進(jìn)行主電分合閘控制，并可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的功率輸出。以功率單元1為例，其內(nèi)部為全橋結(jié)構(gòu)的高頻軟開關(guān)電源(4)輸出脈動(dòng)的直流電。本實(shí)用新型采用四個(gè)功率模塊并聯(lián)的方式，使每個(gè)功率單元承擔(dān)的容量降低，所有的功率單元共用一套控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)最終的低壓大電流輸出。在圖2所示的移相全橋軟開關(guān)電路原理圖中，Gl1 Gl4為主開關(guān)管，D1 D4為其內(nèi)部反并的二極管，C1 C4為主開關(guān)管的輸出等效電容^pDpC1并聯(lián)；Q3、D3、C3并聯(lián)戲、 D2、C2并聯(lián)；A、D4、C4并聯(lián)；變壓器原邊串聯(lián)諧振電感k和隔直電容cb，變壓器副邊分別接整流二極管DIi1和；濾波電感L。f與整流二極管陰極串聯(lián)，變壓器中間引出端與濾波電容 Cof負(fù)載&連接；濾波電容c。f和負(fù)載載&并聯(lián)。變換器采用移相控制方式，每個(gè)橋臂的兩個(gè)開關(guān)管180°互補(bǔ)導(dǎo)通，Q1和( 管的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)分別超前A和A —個(gè)相位，因此將A和A作為超前橋臂，A和A為滯后橋臂。 同時(shí)為了防止同一橋臂的貫穿導(dǎo)通，設(shè)有死區(qū)時(shí)間；變換器的兩個(gè)橋臂驅(qū)動(dòng)脈沖相差一個(gè)相位、即移相角，通過對(duì)功率器件的參數(shù)計(jì)算和調(diào)節(jié)該移相角的大小即可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的調(diào)節(jié)。圖2所示為FB-ZVS-PWM移相全橋軟開關(guān)變換器的主電路結(jié)構(gòu)，利用IGBT的節(jié)電容和輸出變壓器的漏電感作為諧振元件，使FB-ZVS-PWM變換器四個(gè)開關(guān)管依次在零電壓下導(dǎo)通；主電路中變壓器的原邊串聯(lián)一個(gè)隔直電容G，其作用是當(dāng)A關(guān)斷、D3導(dǎo)通時(shí)，變壓器原邊漏感上的電流通過D3A4流通，隔直電容G上的電壓迫使變壓器原邊電流下降到零， 實(shí)現(xiàn)了滯后橋臂開關(guān)管的零電流關(guān)斷。
以上所述僅以實(shí)施實(shí)例來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，以便于讀者更容易理解，但不代表本實(shí)用新型的實(shí)施方式僅限于此，任何依本實(shí)用新型所做的技術(shù)延伸或者再創(chuàng)造，均受本實(shí)用新型的保護(hù)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種氫氟酸電解電源，其特征在于電源采用N+1冗余結(jié)構(gòu)的多個(gè)開關(guān)電源功率模塊并聯(lián)形式，每個(gè)功率模塊有相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，功率模塊內(nèi)部采用IGBT作為主功率器件，通過數(shù)字方式產(chǎn)生的PWM驅(qū)動(dòng)脈沖實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)器件的通斷控制，實(shí)現(xiàn)了低壓大電流的工作輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種特種氣體電解電源，其特征是A A為主開關(guān)管，D1 D4為其內(nèi)部反并的二極管，C1 C4為主開關(guān)管的輸出等效電容^pDpC1并聯(lián)；Q3、D3、C3并聯(lián)；G!2、D2、C2并聯(lián)；A、D4、C4并聯(lián)；變壓器原邊串聯(lián)諧振電感k和隔直電容Cb，變壓器副邊分別接整流二極管DIi1和；濾波電感L。f與整流二極管陰極串聯(lián)，變壓器中間引出端與濾波電容C。f負(fù)載&連接；濾波電容C。f和負(fù)載載&并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種特種氣體電解電源，其特征在于每個(gè)功率模塊的高頻變壓器單獨(dú)進(jìn)行功率輸出或采用串并聯(lián)的形式進(jìn)行功率輸出。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電力電子行業(yè)中特種氣體電解高頻開關(guān)電源領(lǐng)域，特別涉及到一種多模塊并聯(lián)輸出的低壓大電流開關(guān)電源，內(nèi)部為多個(gè)具有相同功能的功率模塊并聯(lián)輸出，每個(gè)模塊主電路拓?fù)洳捎肍B-ZVS-PWM移相全橋軟開關(guān)DC/DC變換器，以IGBT作為主功率器件，采用PWM控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT的通斷控制。該實(shí)用新型高頻電解電源具有效率高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M3/315GK202197217SQ20112016016
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者孫飛, 李中橋, 李建忠, 李志君, 段宣祥, 王培 , 王楓, 王藝新, 董寧, 賀明智 申請(qǐng)人:中核四○四有限公司, 北京京儀椿樹整流器有限責(zé)任公司