一種高壓電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高壓電源，涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，所述高壓電源包括全控三相整流電路、絕緣柵雙極型晶體管IGBT逆變電路、變壓器以及矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?，所述矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐返妮斎攵艘来瓮ㄟ^所述變壓器、IGBT逆變電路以及全控三相整流電路連接三相交流電源，所述矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐返妮敵龆俗鳛樗龈邏弘娫吹妮敵龆?。本發(fā)明的高壓電源可以解決現(xiàn)有技術(shù)提高高壓電源的輸出電壓較難實(shí)現(xiàn)的問題。
【專利說明】一種高壓電源【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及電子束焊接技術(shù)，尤其涉及一種高壓電源。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，由于電子束焊接的焊接質(zhì)量高、焊接熱變形小等特點(diǎn)，已經(jīng)成為了發(fā)展最快，且應(yīng)用最為廣泛的電子束技術(shù)。電子束焊接技術(shù)是將高能電子束作為加工熱源，用高能量密度的電子束轟擊焊件接頭處的金屬，使其快速熔融，并迅速冷卻來達(dá)到焊接的目的。[0003]電子束焊接技術(shù)對(duì)于其應(yīng)用的高壓電源要求較高，因?yàn)楦邏弘娫粗苯記Q定著高電壓和束流的穩(wěn)定，進(jìn)而會(huì)影響到焊縫的質(zhì)量。當(dāng)前電子束焊接技術(shù)所應(yīng)用的高壓電源一般采用一次變壓，即主要在變壓器中，通過副邊繞組的串并聯(lián)方式獲得高電壓輸出和高功率輸出，之后再依靠整流來獲取所需要的電壓。當(dāng)前，人們希望能夠從高壓電源上獲取更高的輸出電壓，以滿足電子焊接的要求。而目前獲取更高的輸出電壓所采用的一般是在變壓器中增加繞組，并提高輸入電壓的方式，這就需要變壓器能承受更高的輸入電壓，進(jìn)而需要增加變壓器的絕緣距離。而增加變壓器的絕緣距離容易造成漏磁較大的問題?？梢姴捎酶淖冏儔浩鞯睦@組并提高輸入電壓的方式對(duì)當(dāng)前的變壓器要求很高，使得提高高壓電源的輸出電壓較難實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供一種高壓電源，以解決現(xiàn)有技術(shù)提高高壓電源的輸出電壓較難實(shí)現(xiàn)的問題。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種高壓電源，包括全控三相整流電路、絕緣柵雙極型晶體管IGBT逆變電路、變壓器以及矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?，所述矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐返妮斎攵艘来瓮ㄟ^所述變壓器、IGBT逆變電路以及全控三相整流電路連接三相交流電源，所述矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐返妮敵龆俗鳛樗龈邏弘娫吹妮敵龆恕?br> [0007]所述矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐钒ū秹簡卧娐逢嚵?、多個(gè)分壓電阻、低電勢(shì)端以及零電勢(shì)端，所述多個(gè)分壓電阻串聯(lián)在所述低電勢(shì)端和所述零電勢(shì)端之間；所述倍壓單元電路陣列的每一行均連接一個(gè)分壓電阻，所述倍壓單元電路陣列的行數(shù)為所述倍壓單元電路陣列的縱向維度，所述倍壓單元電路陣列的列數(shù)為所述倍壓單元電路陣列的橫向維度。
[0008]所述倍壓單元電路陣列的橫向維度大于等于一，所述倍壓單元電路陣列的縱向維度大于一。
[0009]所述高壓電源包括多個(gè)變壓器，所述變壓器的數(shù)量與所述橫向維度的值相同。
[0010]所述倍壓單元電路陣列中包括多個(gè)倍壓單元電路，所述倍壓單元電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一電容、第二電容和第三電容；
[0011]所述第一二極管與所述第二二極管串聯(lián)后，與所述第一電容并聯(lián)；所述第三二極管與所述第四二極管串聯(lián)后，與所述第一電容并聯(lián)；[0012]所述第一二極管的負(fù)極與所述第二電容的第一端相連，所述第三二極管的負(fù)極與所述第三電容的第一端相連；
[0013]所述第一二極管的正極和所述第三二極管的正極與其所在的行所對(duì)應(yīng)的分壓電阻的一端相連，所述第二二極管的負(fù)極和所述第四二極管的負(fù)極與其所在的行所對(duì)應(yīng)的分壓電阻的另一端相連。
[0014]在所述倍壓單元電路中，與所述零電勢(shì)端相鄰的一行的倍壓單元電路的第二電容的第二端與所述變壓器的副邊繞組的一端連接，第三電容的第二端與所述變壓器的副邊繞組的另一端連接，第二二極管的負(fù)極和第四二極管的負(fù)極與所述變壓器的副邊繞組的中點(diǎn)連接。
[0015]同一列的各倍壓單元電路中的各所述第一電容從零電勢(shì)端向低電勢(shì)端依次串聯(lián)，各所述第二電容從零電勢(shì)端向低電勢(shì)端依次串聯(lián)，各所述第三電容從零電勢(shì)端向低電勢(shì)端依次串聯(lián)。
[0016]所述高壓電源還包括第一數(shù)字信號(hào)處理器和第二數(shù)字信號(hào)處理器；
[0017]所述第一數(shù)字信號(hào)處理器加載有所述高壓電源的輸出端的電壓反饋信號(hào)和預(yù)先設(shè)置的電壓給定信號(hào)，并與所述IGBT逆變電路連接；所述第一數(shù)字信號(hào)處理器用于控制所述IGBT逆變電路的導(dǎo)通時(shí)間；
[0018]所述第二數(shù)字信號(hào)處理器加載有功率給定信號(hào)和功率反饋信號(hào)，并與所述全控三相整流電路連接；所述功率給定信號(hào)是通過預(yù)先設(shè)置的電流給定信號(hào)和預(yù)先設(shè)置的電壓給定信號(hào)獲取的；所述功率反饋信號(hào)是通過電流反饋信號(hào)和所述電壓反饋信號(hào)獲取的；所述電流反饋信號(hào)是通過所述高壓電源的輸出端的電流獲取的；所述第二數(shù)字信號(hào)處理器用于控制所述全控三相整流電路的導(dǎo)通時(shí)間。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例提供的高壓電源，采用了矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?，所述矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐返妮斎攵艘来瓮ㄟ^所述變壓器、IGBT逆變電路以及全控三相整流電路連接三相交流電源，所述矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐返妮敵龆俗鳛樗龈邏弘娫吹妮敵龆?。從而通過不同維度的矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐罚梢缘玫骄哂胁煌敵鲭妷旱母邏弘娫?。而現(xiàn)有技術(shù)所采用的改變變壓器的繞組并提高輸入電壓的方式對(duì)當(dāng)前的變壓器要求很高，使得提高高壓電源的輸出電壓較難實(shí)現(xiàn)?？梢姡景l(fā)明采用矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?，能夠提高高壓電源的輸出電壓?br> 【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的高壓電源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的高壓電源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐返慕Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐返慕Y(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的高壓電源，包括全控三相整流電路11、絕緣柵雙極型晶體管IGBT逆變電路12、變壓器13以及矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?4，該矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?4的輸入端141依次通過該變壓器13、IGBT逆變電路12以及全控三相整流電路11連接三相交流電源，該矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?4的輸出端142作為高壓電源的輸出端。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例提供的高壓電源，采用了矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?，該矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐返妮斎攵艘来瓮ㄟ^變壓器、IGBT逆變電路以及全控三相整流電路連接三相交流電源，該矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐返妮敵龆俗鳛楦邏弘娫吹妮敵龆?。通過不同維度的矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐罚梢缘玫骄哂胁煌敵鲭妷旱母邏弘娫?。而現(xiàn)有技術(shù)所采用的改變變壓器的繞組并提高輸入電壓的方式對(duì)當(dāng)前的變壓器要求很高，使得提高高壓電源的輸出電壓較難實(shí)現(xiàn)。可見，本發(fā)明采用矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐罚軌蛱岣吒邏弘娫吹妮敵鲭妷骸?br> [0028]如圖2所示，本發(fā)明提供的高壓電源包括全控三相整流電路11、絕緣柵雙極型晶體管IGBT逆變電路12、變壓器13以及矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?4，該矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?4的輸入端141依次通過變壓器13、IGBT逆變電路12以及全控三相整流電路11連接三相交流電源，該矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?4的輸出端142作為高壓電源的輸出端。
[0029]此處對(duì)矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?4作具體描述，如圖3所示，該矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?4包括倍壓單元電路陣列101、多個(gè)分壓電阻102、低電勢(shì)端103以及零電勢(shì)端104，該多個(gè)分壓電阻102串聯(lián)在低電勢(shì)端103和零電勢(shì)端104之間。倍壓單元電路陣列101的每一行均連接一個(gè)分壓電阻102，倍壓單元電路陣列101的行數(shù)為倍壓單元電路陣列101的縱向維度，倍壓單元電路陣列101的列數(shù)為倍壓單元電路陣列101的橫向維度。
[0030]該倍壓單元電路陣列101的橫向維度可以大于等于一，倍壓單元電路陣列101的縱向維度可以大于一。
[0031]在圖3中，該倍壓單元電路陣列101的橫向維度為2，縱向維度為4。此外，如圖4所示，倍壓單元電路陣列101的橫向維度為6，縱向維度為10。該倍壓單元電路陣列101的橫向維度是由所需要的高壓電源的輸出功率決定的，該倍壓單元電路陣列101的縱向維度是由所需要的高壓電源的輸出電壓決定的。例如，矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?4的輸入功率為10千瓦，矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?4的輸入電壓為15千伏。
[0032]需要的橫向維度以公式表示為:
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種高壓電源，其特征在于，包括全控三相整流電路、絕緣柵雙極型晶體管IGBT逆變電路、變壓器以及矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐?，所述矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐返妮斎攵艘来瓮ㄟ^所述變壓器、IGBT逆變電路以及全控三相整流電路連接三相交流電源，所述矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐返妮敵龆俗鳛樗龈邏弘娫吹妮敵龆恕?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電源，其特征在于，所述矩陣拓?fù)浔秹赫麟娐钒ū秹簡卧娐逢嚵小⒍鄠€(gè)分壓電阻、低電勢(shì)端以及零電勢(shì)端，所述多個(gè)分壓電阻串聯(lián)在所述低電勢(shì)端和所述零電勢(shì)端之間；所述倍壓單元電路陣列的每一行均連接一個(gè)分壓電阻，所述倍壓單元電路陣列的行數(shù)為所述倍壓單元電路陣列的縱向維度，所述倍壓單元電路陣列的列數(shù)為所述倍壓單元電路陣列的橫向維度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓電源，其特征在于，所述倍壓單元電路陣列的橫向維度大于等于一，所述倍壓單元電路陣列的縱向維度大于一。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓電源，其特征在于，所述高壓電源包括多個(gè)變壓器，所述變壓器的數(shù)量與所述橫向 維度的值相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓電源，其特征在于，所述倍壓單元電路陣列中包括多個(gè)倍壓單元電路，所述倍壓單元電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一電容、第二電容和第三電容； 所述第一二極管與所述第二二極管串聯(lián)后，與所述第一電容并聯(lián)；所述第三二極管與所述第四二極管串聯(lián)后，與所述第一電容并聯(lián)； 所述第一二極管的負(fù)極與所述第二電容的第一端相連，所述第三二極管的負(fù)極與所述第三電容的第一端相連； 所述第一二極管的正極和所述第三二極管的正極與其所在的行所對(duì)應(yīng)的分壓電阻的一端相連，所述第二二極管的負(fù)極和所述第四二極管的負(fù)極與其所在的行所對(duì)應(yīng)的分壓電阻的另一端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓電源，其特征在于，在所述倍壓單元電路中，與所述零電勢(shì)端相鄰的一行的倍壓單元電路的第二電容的第二端與所述變壓器的副邊繞組的一端連接，第三電容的第二端與所述變壓器的副邊繞組的另一端連接，第二二極管的負(fù)極和第四二極管的負(fù)極與所述變壓器的副邊繞組的中點(diǎn)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓電源，其特征在于，同一列的各倍壓單元電路中的各所述第一電容從零電勢(shì)端向低電勢(shì)端依次串聯(lián)，各所述第二電容從零電勢(shì)端向低電勢(shì)端依次串聯(lián)，各所述第三電容從零電勢(shì)端向低電勢(shì)端依次串聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的高壓電源，其特征在于，所述高壓電源還包括第一數(shù)字信號(hào)處理器和第二數(shù)字信號(hào)處理器； 所述第一數(shù)字信號(hào)處理器加載有所述高壓電源的輸出端的電壓反饋信號(hào)和預(yù)先設(shè)置的電壓給定信號(hào)，并與所述IGBT逆變電路連接；所述第一數(shù)字信號(hào)處理器用于控制所述IGBT逆變電路的導(dǎo)通時(shí)間； 所述第二數(shù)字信號(hào)處理器加載有功率給定信號(hào)和功率反饋信號(hào)，并與所述全控三相整流電路連接；所述功率給定信號(hào)是通過預(yù)先設(shè)置的電流給定信號(hào)和預(yù)先設(shè)置的電壓給定信號(hào)獲取的；所述功率反饋信號(hào)是通過電流反饋信號(hào)和所述電壓反饋信號(hào)獲取的；所述電流反饋信號(hào)是通過所述高壓電源的輸出端的電流獲取的；所述第二數(shù)字信號(hào)處理器用于控制所述全控三相整流電路的導(dǎo)通時(shí)間`。
【文檔編號(hào)】H02M7/10GK103731045SQ201410022858
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】郭光耀, 韓瑞清, 李晉煒, 陸幼青 申請(qǐng)人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所