一種可以短路輸出的脈沖電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可以短路輸出的脈沖電源，包括第一級(jí)調(diào)壓級(jí)、第二級(jí)整形輸出級(jí)、控制器、人機(jī)界面與傳感器，傳感器包括電壓傳感器與電流傳感器，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)連接控制器，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)還通過電壓傳感器連接控制器，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)通過電壓傳感器連接第二級(jí)整形輸出級(jí)，第二級(jí)整形輸出級(jí)分別通過限流電抗器、電壓傳感器與電流傳感器連接控制器，控制器還與人機(jī)界面連接。本發(fā)明在輸出短路時(shí)仍然安全工作，并保證電場(chǎng)參數(shù)符合工藝要求，不會(huì)造成生產(chǎn)中斷，而且節(jié)約能源，效率高，既不會(huì)損壞電源，也不會(huì)損壞負(fù)載設(shè)備，用于輸出能量可控制在正常范圍內(nèi)，也不會(huì)引起火災(zāi)、爆炸等事故。
【專利說明】—種可以短路輸出的脈沖電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子、直流電源、逆變電源領(lǐng)域，具體是一種應(yīng)用于水處理、電解電鍍、電除塵、電脫水、激光等應(yīng)用領(lǐng)域的一種脈沖電源。

【背景技術(shù)】
[0002]在水處理、電解電鍍、電除塵、電脫鹽、電脫水等領(lǐng)域，經(jīng)常發(fā)生電源輸出短路的情況。短路時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，有可能損壞電源，也有可能損壞用電設(shè)備，甚至有可能引起火災(zāi)、爆炸等嚴(yán)重事故。
[0003]目前業(yè)內(nèi)解決短路問題的方法一般是檢測(cè)到短路后電源迅速停止輸出，待短路狀態(tài)消失后再次輸出，這會(huì)造成生產(chǎn)過程的中斷，影響了生產(chǎn)效率。
[0004]另一種方法是短路時(shí)降低輸出電壓，電源工作于低壓、大電流輸出狀態(tài)，但在有些應(yīng)用場(chǎng)合，電壓過低產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度也過低，無法達(dá)到生產(chǎn)工藝要求，導(dǎo)致電能浪費(fèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種輸出電壓、電流、頻率、脈寬均可調(diào)節(jié)的并可以短路輸出的脈沖電源，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種可以短路輸出的脈沖電源，包括第一級(jí)調(diào)壓級(jí)、第二級(jí)整形輸出級(jí)、控制器、人機(jī)界面與傳感器，傳感器包括電壓傳感器與電流傳感器，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)連接控制器，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)還通過電壓傳感器連接控制器，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)通過電壓傳感器連接第二級(jí)整形輸出級(jí)，第二級(jí)整形輸出級(jí)分別通過限流電抗器、電壓傳感器與電流傳感器連接控制器，控制器還與人機(jī)界面連接；交流電或直流電輸入第一級(jí)調(diào)壓級(jí)，經(jīng)過第一級(jí)調(diào)壓級(jí)的調(diào)壓、穩(wěn)壓，得到穩(wěn)定的直流電壓；第二級(jí)整形輸出級(jí)利用第一級(jí)調(diào)壓級(jí)產(chǎn)生的穩(wěn)定直流電壓，用戶根據(jù)負(fù)載情況通過人機(jī)界面調(diào)節(jié)輸出電流、頻率、脈寬，產(chǎn)生適合生產(chǎn)工藝需要的電場(chǎng)。
[0008]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:輸入的交流電是單相或三相。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:限流電抗器限制短路時(shí)電流上升速度；輸出電流超過設(shè)定值后，第二級(jí)整形輸出級(jí)控制輸出脈寬，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)控制輸出電壓，共同保持輸出的伏秒積不變，使輸出電流維持在設(shè)定值不變；短路狀態(tài)消失后，自動(dòng)恢復(fù)之前設(shè)置的輸出。
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:第一級(jí)調(diào)壓級(jí)、第二級(jí)整形輸出級(jí)的開關(guān)元件是IGBT、場(chǎng)效應(yīng)管或功率三極管，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)采用變壓器，用于調(diào)壓、隔離；如果不需要隔離，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)不采用變壓器。
[0011]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:控制器實(shí)現(xiàn)所有控制功能，控制器采用單片機(jī)或數(shù)字處理器，并與上位機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制或本地控制。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明中第一級(jí)調(diào)壓級(jí)調(diào)壓、穩(wěn)壓，得到一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓，不受輸出情況影響，工作穩(wěn)定，容易控制。第二級(jí)整形輸出級(jí)利用第一級(jí)調(diào)壓級(jí)產(chǎn)生的穩(wěn)定直流電壓，根據(jù)負(fù)載情況調(diào)節(jié)輸出電流、頻率、脈寬，可以產(chǎn)生適合生產(chǎn)工藝需要的電場(chǎng)。當(dāng)輸出發(fā)生短路時(shí)，第二級(jí)整形輸出級(jí)根據(jù)輸出電流的大小來控制輸出脈寬，保持輸出的伏秒積不變，則可以控制輸出的能量保持不變，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求調(diào)節(jié)輸出的電壓、電流、頻率、脈寬，可以在輸出短路時(shí)仍然安全工作，并保證電場(chǎng)參數(shù)符合工藝要求，不會(huì)造成生產(chǎn)中斷，而且節(jié)約能源，效率高，既不會(huì)損壞電源，也不會(huì)損壞負(fù)載設(shè)備，用于輸出能量可控制在正常范圍內(nèi)，也不會(huì)引起火災(zāi)、爆炸等事故。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為可以短路輸出的脈沖電源結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電路圖；
[0015]圖中:1-第一級(jí)調(diào)壓級(jí)；2_第二級(jí)整形輸出級(jí)；3_開關(guān)元件；4-整流二極管；
5-斷路器；6_諧振電容；7_變壓器；8_整流濾波電感；9_輸出限流電感；10_電流傳感器；11-控制器；12_人機(jī)界面；13_穩(wěn)壓電壓傳感器；14_輸出電壓傳感器；15_工頻整流濾波電容；16_高頻整流濾波電容；17_快恢復(fù)二極管；18_緩啟動(dòng)模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，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。
[0017]實(shí)施例1
[0018]請(qǐng)參閱圖1與圖2，本發(fā)明實(shí)施例中，一種可以短路輸出的脈沖電源，輸入電源為三相380V交流電，50Hz ;第一級(jí)調(diào)壓級(jí)I的工作頻率為20kHz，采用非晶合金的高頻變壓器；開關(guān)元件3為IGBT，作為第一級(jí)調(diào)壓級(jí)、第二級(jí)整形輸出級(jí)的開關(guān)元件；其他部件有輸入整流二極管4、控制器11、穩(wěn)壓電壓傳感器13、輸出電壓傳感器14、電流傳感器10、斷路器5、人機(jī)界面12等。三相380V交流電通過斷路器5輸入整流二極管4，整流二極管4與緩啟動(dòng)模塊18、工頻整流濾波電容15連接，工頻整流濾波電容15的兩端還與輸出電壓傳感器14連接，輸出電壓傳感器14還連接控制器11，緩啟動(dòng)模塊18連接開關(guān)元件3，開關(guān)元件3連接控制器11，還與諧振電容6連接，諧振電容6還與變壓器7連接，變壓器7還與快恢復(fù)二極管17連接，快恢復(fù)二極管17還與整流濾波電感8、高頻整流濾波電容16連接，高頻整流濾波電容16的兩端與穩(wěn)壓電壓傳感器13連接，穩(wěn)壓電壓傳感器13連接控制器11，高頻整流濾波電容16的兩端還與第二級(jí)整形輸出級(jí)2連接，第二級(jí)整形輸出級(jí)2通過輸出限流電感9連接電流傳感器10，電流傳感器10連接控制器11，第二級(jí)整形輸出級(jí)2還可以直接輸出電流、頻率、脈寬，控制器11連接人機(jī)界面12。
[0019]本發(fā)明的工作過程如下:
[0020](I)閉合斷路器5，三相電源經(jīng)過整流二極管4后變?yōu)橹绷?，通過緩啟動(dòng)模塊18給工頻整流濾波電容15充電。緩啟動(dòng)模塊18限制充電電流，防止過電流。
[0021](2)穩(wěn)壓電壓傳感器14檢測(cè)到電容15兩端的電壓超過400V以后，緩啟動(dòng)模塊18不再限流，控制器11控制電源開始輸出。
[0022](3)用戶操作人機(jī)界面12,可以設(shè)置輸出電壓、輸出電流、輸出頻率、輸出波形、輸出脈沖寬度、輸出極性等參數(shù)，人機(jī)界面12也可以顯示報(bào)警信息、設(shè)備溫度等狀態(tài)。
[0023](4)當(dāng)輸出端短路時(shí)，輸出限流電感9限制電流上升速度，輸出電流超過設(shè)定值后，第二級(jí)整形輸出級(jí)2控制輸出脈寬，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)I控制輸出電壓，共同保持輸出的伏秒積不變，使輸出電流維持在設(shè)定值不變，即可以控制輸出的能量保持不變，既不會(huì)損壞電源，也不會(huì)損壞負(fù)載設(shè)備，用于輸出能量可控制在正常范圍內(nèi)，也不會(huì)引起火災(zāi)、爆炸等事故。
[0024](5)當(dāng)短路狀態(tài)消失后，電源自動(dòng)恢復(fù)原先設(shè)定的電壓、電流輸出。
[0025]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于:
[0026]1、交流電輸入可以是單相，也可以是三相，也可以直接輸入直流電。
[0027]2、第一級(jí)調(diào)壓級(jí)調(diào)壓、穩(wěn)壓，得到一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓，不受輸出情況影響，工作穩(wěn)定，容易控制。
[0028]3、第二級(jí)整形輸出級(jí)利用第一級(jí)調(diào)壓級(jí)產(chǎn)生的穩(wěn)定直流電壓，根據(jù)負(fù)載情況調(diào)節(jié)輸出電流、頻率、脈寬，可以產(chǎn)生適合生產(chǎn)工藝需要的電場(chǎng)。
[0029]4、當(dāng)輸出發(fā)生短路時(shí)，第二級(jí)整形輸出級(jí)根據(jù)輸出電流的大小來控制輸出脈寬，保持輸出的伏秒積不變，則可以控制輸出的能量保持不變，既不會(huì)損壞電源，也不會(huì)損壞負(fù)載設(shè)備，用于輸出能量可控制在正常范圍內(nèi)，也不會(huì)引起火災(zāi)、爆炸等事故。
[0030]5、所有控制均由控制器實(shí)現(xiàn)，功能強(qiáng)，且便于修改。
[0031]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0032]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種可以短路輸出的脈沖電源，其特征在于，包括第一級(jí)調(diào)壓級(jí)、第二級(jí)整形輸出級(jí)、控制器、人機(jī)界面與傳感器，傳感器包括電壓傳感器與電流傳感器，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)連接控制器，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)還通過電壓傳感器連接控制器，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)通過電壓傳感器連接第二級(jí)整形輸出級(jí)，第二級(jí)整形輸出級(jí)分別通過限流電抗器、電壓傳感器與電流傳感器連接控制器，控制器還與人機(jī)界面連接；交流電或直流電輸入第一級(jí)調(diào)壓級(jí)，經(jīng)過第一級(jí)調(diào)壓級(jí)的調(diào)壓、穩(wěn)壓，得到穩(wěn)定的直流電壓；第二級(jí)整形輸出級(jí)利用第一級(jí)調(diào)壓級(jí)產(chǎn)生的穩(wěn)定直流電壓，用戶根據(jù)負(fù)載情況通過人機(jī)界面調(diào)節(jié)輸出電流、頻率、脈寬，產(chǎn)生適合生產(chǎn)工藝需要的電場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以短路輸出的脈沖電源，其特征在于，輸入的交流電是單相或三相。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以短路輸出的脈沖電源，其特征在于，所述限流電抗器限制短路時(shí)電流上升速度；輸出電流超過設(shè)定值后，第二級(jí)整形輸出級(jí)控制輸出脈寬，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)控制輸出電壓，共同保持輸出的伏秒積不變，使輸出電流維持在設(shè)定值不變；短路狀態(tài)消失后，自動(dòng)恢復(fù)之前設(shè)置的輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以短路輸出的脈沖電源，其特征在于，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)、第二級(jí)整形輸出級(jí)的開關(guān)元件是IGBT、場(chǎng)效應(yīng)管或功率三極管，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)采用變壓器，用于調(diào)壓、隔離；如果不需要隔離，第一級(jí)調(diào)壓級(jí)不采用變壓器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以短路輸出的脈沖電源，其特征在于，所述控制器實(shí)現(xiàn)所有控制功能，控制器采用單片機(jī)或數(shù)字處理器，并與上位機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制或本地控制。
【文檔編號(hào)】H02M9/06GK104270030SQ201410532035
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】孫卓 申請(qǐng)人:孫卓