本發(fā)明涉及一種帶有硬件開(kāi)路保護(hù)電路的工頻恒流高壓電源，具體為一種帶有硬件開(kāi)路保護(hù)電路的單相工頻恒流高壓電源或者一種帶有硬件開(kāi)路保護(hù)電路的三相工頻恒流高壓電源。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)化的快速發(fā)展和不斷深化，工業(yè)排放造成的空氣污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，治理大氣污染問(wèn)題具有重要現(xiàn)實(shí)意義。高壓靜電除塵法以其除塵效率高、處理粉塵的顆粒度范圍寬、運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性高、投產(chǎn)后維護(hù)管理方便等一系列優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用日益廣泛的一種先進(jìn)除塵方法。高壓靜電除塵器包括本體結(jié)構(gòu)和供電電源裝置兩部分，采用不同的本體結(jié)構(gòu)和供電電源，對(duì)除塵設(shè)備的壽命和除塵效率有很大的影響。除塵電源的正常工作狀態(tài)是電暈放電，輸出狀態(tài)是具有一定的電壓和電流，一般情況下為了提高除塵效率，盡可能提高電源的輸出電壓和電流，當(dāng)電壓提高到一定程度，帶有粉塵的氣體會(huì)被擊穿，造成擊穿放電，相當(dāng)于電源的負(fù)載短路，電流突然劇烈增大，給電源和本體都造成巨大破壞，因此電流源更適合這種負(fù)載經(jīng)常短路打火的場(chǎng)合。工頻恒流高壓電源由于具有天然抗負(fù)載短路的能力，而且在負(fù)載短路時(shí)對(duì)電源和本體的沖擊比較小，因此非常適合于電除塵領(lǐng)域。

工頻恒流高壓電源利用了電感、電容、電感組成諧振網(wǎng)絡(luò)的電壓-電流轉(zhuǎn)換性質(zhì)以及具有恒流輸出特性的原理，工頻恒流高壓電源分成單相工頻恒流高壓電源和三相工頻恒流高壓電源。如圖1所示，單相工頻恒流高壓電源輸入的是單相交流380v電壓源v1，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)由第一電感l(wèi)1、第一電容c1、第二電感l(wèi)2組成的單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)把單相電壓源轉(zhuǎn)化為單相電流源，然后施加到第一工頻升壓變壓器ti1上，第一工頻升壓變壓器ti1副邊連接由高壓硅堆組成的第一單相整流橋bd1，把工頻交流整流成直流，然后施加到第一等效負(fù)載r1、第二電容c2上。如圖2所示，三相工頻恒流高壓電源輸入的是三相交流380v電壓源v2，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)由第三電感l(wèi)3、第四電感l(wèi)4、第五電感l(wèi)5、第六電感l(wèi)6、第七電感l(wèi)7、第八電感l(wèi)8、第三電容c3、第四電容c4、第五電容c5組成的三相對(duì)稱(chēng)lcl諧振網(wǎng)絡(luò)把三相電壓源轉(zhuǎn)化為三相電流源，然后施加到三相工頻升壓變壓器tyy1上，三相工頻升壓變壓器tyy1原邊和副邊都是星型接法，副邊連接由高壓硅堆組成的三相整流橋bd2，把三相工頻交流整流成直流，然后施加到第二等效負(fù)載r2、第六電容c6上。

圖1和圖2描述的是工頻恒流高壓電源的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，為了控制恒流源的輸出電流，有兩種方法。第一種是控制恒流高壓電源的輸入電壓，具體是由反并聯(lián)的可控硅組成的交流調(diào)壓電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于單相工頻恒流高壓電源，在圖1的基礎(chǔ)上加上單相交流調(diào)壓電路，變成圖3所示的電路，通過(guò)調(diào)節(jié)第一可控硅sr1、第二可控硅sr2的導(dǎo)通角可以控制電源輸出的電流，對(duì)于三相工頻恒流高壓電源，在圖2的基礎(chǔ)上加上三相交流調(diào)壓電路，變成圖4所示的電路，通過(guò)調(diào)節(jié)第三可控硅sr3、第四可控硅sr4、第五可控硅sr5、第六可控硅sr6、第七可控硅sr7、第八可控硅sr8的導(dǎo)通角可以控制電源輸出的電流。第二種方法是不調(diào)節(jié)輸入電壓的大小，而是通過(guò)調(diào)節(jié)lcl諧振網(wǎng)絡(luò)的阻抗大小，來(lái)調(diào)節(jié)電源輸出電流的大小，具體實(shí)現(xiàn)方式是分成多組lcl諧振網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)輸出電流大小的要求用接觸器分別把不同組數(shù)的lcl諧振網(wǎng)絡(luò)投切到電路里，實(shí)際上相當(dāng)于幾個(gè)lcl諧振網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)，并聯(lián)組數(shù)不同，則lcl諧振網(wǎng)絡(luò)的等效阻抗不同，則輸出電流不同。由于投切l(wèi)cl諧振網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上需要很多的接觸器，這不但增加了成本，降低了的可靠性，而且恒流高壓電源輸出電流的調(diào)節(jié)是有極性的，即一檔一檔的調(diào)節(jié)，而不是連續(xù)無(wú)極調(diào)節(jié)，因此用交流調(diào)壓電路來(lái)實(shí)現(xiàn)恒流高壓電源輸出電流調(diào)節(jié)要比調(diào)節(jié)lcl諧振網(wǎng)絡(luò)阻抗要好的多。

工頻恒流高壓電源不能開(kāi)路運(yùn)行，如果負(fù)載開(kāi)路，相當(dāng)于負(fù)載阻抗無(wú)窮大，則升壓變壓器副邊輸出電壓會(huì)很高，升壓變壓器和整流橋的高壓硅堆就會(huì)被擊穿，因此要給工頻恒流高壓電源設(shè)計(jì)完善的開(kāi)路保護(hù)電路。現(xiàn)有的工頻恒流高壓電源的開(kāi)路保護(hù)電路是不可靠的，不可靠的地方在于，當(dāng)負(fù)載開(kāi)路時(shí)，升壓變壓器的原邊電壓開(kāi)始升高，升高到一定程度(一般是交流有效值250v)，開(kāi)路保護(hù)電路能夠檢測(cè)出開(kāi)路發(fā)生，然后控制一個(gè)保護(hù)繼電器吸合，這個(gè)保護(hù)繼電器吸合后，會(huì)造成主接觸器控制電路的失電，結(jié)果接觸器跳開(kāi)，切斷恒流高壓電源的輸入電源，達(dá)到開(kāi)路保護(hù)的目的，但是這種保護(hù)措施是有缺陷的，當(dāng)檢測(cè)出開(kāi)路發(fā)生時(shí)，要吸合一個(gè)繼電器，然后再造成接觸器斷開(kāi)，繼電器和接觸器的吸合和斷開(kāi)是其機(jī)械觸點(diǎn)的吸合和斷開(kāi)，由于吸合裝置的機(jī)械慣性限制，繼電器的吸合和接觸器的斷開(kāi)都是需要時(shí)間的，繼電器和接觸器級(jí)聯(lián)動(dòng)作的延時(shí)可達(dá)到幾十毫秒，就是說(shuō)從開(kāi)路狀況被檢測(cè)出來(lái)到接觸器完成斷開(kāi)電源需要幾十毫秒的時(shí)間，而電源在開(kāi)路狀況下要運(yùn)行幾十毫秒，這幾十毫秒足夠使電源的輸出電壓很高，擊穿升壓變壓器和整流橋硅堆，因此這種由繼電器和接觸器組成的開(kāi)路保護(hù)電路動(dòng)作的時(shí)間太慢，在很多中情況下來(lái)不及保護(hù)，用繼電器和接觸器這種機(jī)械觸點(diǎn)式元件是無(wú)法完成快速開(kāi)路保護(hù)電路的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種帶有硬件開(kāi)路保護(hù)電路的工頻恒流高壓電源，能夠解決傳統(tǒng)工頻恒流高壓電源中開(kāi)路保護(hù)電路的缺陷，實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)路保護(hù)，提高恒流高壓電源的可靠性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種帶有硬件開(kāi)路保護(hù)電路的單相工頻恒流高壓電源，包括單相交流380v電壓源v1、由第一電感l(wèi)1、第一電容c1和第二電感l(wèi)2組成的單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)、連接在單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)上的第一工頻升壓變壓器ti1、連接在第一工頻升壓變壓器ti1副邊的由高壓硅堆組成的第一單相整流橋bd1、連接在第一單相整流橋bd1上的第一等效負(fù)載r1、第二電容c2，單相交流380v電壓源v1與單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)還設(shè)有控制電源輸出電流的第一可控硅sr1和第二可控硅sr2，所述第一工頻升壓變壓器ti1的原邊連接有硬件開(kāi)路保護(hù)電路。

作為優(yōu)選，所述硬件開(kāi)路保護(hù)電路包括連接在第一工頻升壓變壓器ti1的原邊上的第四單相整流橋bd4、連接在第四單相整流橋bd4上的第十一電阻r11和第十一電容c11、連接在第十一電容c11上的第十二電阻r12和第十二電容c12，所述第十一電容c11與第十二電阻r12之間設(shè)有第一tvs二極管z1和第二tvs二極管z2，所述第十一電容c1的一端與第十二電容c12的一端之間設(shè)有第十一可控硅sr11，所述第十二電容c12的另一端與第十一可控硅sr11之間設(shè)有第十三電阻r13。

作為優(yōu)選，所述硬件開(kāi)路保護(hù)電路還包括連接在第十一電容c11與第十一可控硅sr11之間的第十一電感l(wèi)11、連接在單相交流380v電壓源v1與第十一電感l(wèi)11之間的第二保護(hù)電路，所述第二保護(hù)電路包括連接在單相交流380v電壓源v1上的第二工頻升壓變壓器ti2、連接在第二工頻升壓變壓器ti2副邊的第三單相整流橋bd3、連接在第三單相整流橋bd3上的第十四電阻r14和第十三電容c13，所述第十三電容c13與第十一電感l(wèi)11之間設(shè)有第十五電阻r15和第十三二極管d13。

一種帶有硬件開(kāi)路保護(hù)電路的三相工頻恒流高壓電源，包括三相交流380v電壓源v2、連接在三相交流380v電壓源v2上由第三電感l(wèi)3、第四電感l(wèi)4、第五電感l(wèi)5、第六電感l(wèi)6、第七電感l(wèi)7、第八電感l(wèi)8、第三電容c3、第四電容c4、第五電容c5組成的三相對(duì)稱(chēng)lcl諧振網(wǎng)絡(luò)、連接在三相對(duì)稱(chēng)lcl諧振網(wǎng)絡(luò)上的三相工頻升壓變壓器tyy1、連接在三相工頻升壓變壓器tyy1副邊上的三相整流橋bd2、連接在三相整流橋bd2上的第二等效負(fù)載r2和第六電容c6，所述三相交流380v電壓源v2與三相對(duì)稱(chēng)lcl諧振網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)有控制電源輸出電流的第三可控硅sr3、第四可控硅sr4、第五可控硅sr5、第六可控硅sr6、第七可控硅sr7和第八可控硅sr8，所述三相工頻升壓變壓器tyy1的原邊連接有硬件開(kāi)路保護(hù)電路。

作為優(yōu)選，所述硬件開(kāi)路保護(hù)電路包括連接在三相工頻升壓變壓器tyy1的原邊上的第二十五三相整流橋bd25、連接在第二十五三相整流橋bd25上的第十一電阻r11和第十一電容c11、連接在第十一電容c11上的第十二電阻r12和第十二電容c12，所述第十一電容c11與第十二電阻r12之間設(shè)有第一tvs二極管z1和第二tvs二極管z2，所述第十一電容c1的一端與第十二電容c12的一端之間設(shè)有第十一可控硅sr11，所述第十二電容c12的另一端與第十一可控硅sr11之間設(shè)有第十三電阻r13。

作為優(yōu)選，所述硬件開(kāi)路保護(hù)電路還包括連接在第十一電容c11與第十一可控硅sr11之間的第十一電感l(wèi)11、連接在三相交流380v電壓源v2與第十一電感l(wèi)11之間的第二保護(hù)電路，所述第二保護(hù)電路包括連接在三相交流380v電壓源v2上的第二工頻升壓變壓器ti2、連接在第二工頻升壓變壓器ti2副邊的第三單相整流橋bd3、連接在第三單相整流橋bd3上的第十四電阻r14和第十三電容c13，所述第十三電容c13與第十一電感l(wèi)11之間設(shè)有第十五電阻r15和第十三二極管d13。

有益效果：

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案提供一種帶有硬件開(kāi)路保護(hù)電路的單相工頻恒流高壓電源和一種帶有硬件開(kāi)路保護(hù)電路的三相工頻恒流高壓電源，能夠解決傳統(tǒng)工頻恒流高壓電源中開(kāi)路保護(hù)電路的缺陷，實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)路保護(hù)，提高恒流高壓電源的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有的單相工頻恒流高壓電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有的三相工頻恒流高壓電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為現(xiàn)有的帶單相交流調(diào)壓電路的單相工頻恒流高壓電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為現(xiàn)有的帶三相交流調(diào)壓電路的三相工頻恒流高壓電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：

如圖5所示，一種帶有硬件開(kāi)路保護(hù)電路的單相工頻恒流高壓電源，包括單相交流380v電壓源v1、由第一電感l(wèi)1、第一電容c1和第二電感l(wèi)2組成的單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)、連接在單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)上的第一工頻升壓變壓器ti1、連接在第一工頻升壓變壓器ti1副邊的由高壓硅堆組成的第一單相整流橋bd1、連接在第一單相整流橋bd1上的第一等效負(fù)載r1、第二電容c2，單相交流380v電壓源v1與單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)還設(shè)有控制電源輸出電流的第一可控硅sr1和第二可控硅sr2，所述第一工頻升壓變壓器ti1的原邊連接有硬件開(kāi)路保護(hù)電路。所述硬件開(kāi)路保護(hù)電路包括連接在第一工頻升壓變壓器ti1的原邊上的第四單相整流橋bd4、連接在第四單相整流橋bd4上的第十一電阻r11和第十一電容c11、連接在第十一電容c11上的第十二電阻r12和第十二電容c12，所述第十一電容c11與第十二電阻r12之間設(shè)有第一tvs二極管z1和第二tvs二極管z2，所述第十一電容c11的一端與第十二電容c12的一端之間設(shè)有第十一可控硅sr11，所述第十二電容c12的另一端與第十一可控硅sr11之間設(shè)有第十三電阻r13。

經(jīng)過(guò)對(duì)背景技術(shù)的分析，問(wèn)題的根源是，檢測(cè)到過(guò)壓保護(hù)后立刻要把升壓變壓器原邊的高電壓快速釋放掉，因此本發(fā)明采用功率電子開(kāi)關(guān)而不是采用機(jī)械開(kāi)關(guān)來(lái)短路變壓器原邊的電壓，升壓變壓器原邊的電壓短路后，升壓變壓器副邊的電壓為零，這樣就保護(hù)了升壓變壓器繞組和副邊的高壓整流橋硅堆，具體的電路如圖5所示，其基本工作原理是：當(dāng)單相交流380v電壓源v1的負(fù)載開(kāi)路時(shí)，第一工頻升壓變壓器ti1的原邊電壓升高，第一工頻升壓變壓器ti1原邊電壓經(jīng)過(guò)第四單相整流橋bd4整流，再經(jīng)第十一電阻r11、第十一電容c11濾波得到的電壓也會(huì)升高，當(dāng)?shù)谑浑娮鑢11、第十一電容c11的電壓升高到一定程度，比如高于保護(hù)電壓閾值時(shí)，第一tvs二極管z1和第二tvs二極管z2就會(huì)被雪崩擊穿，就會(huì)有電流流過(guò)，這個(gè)電流會(huì)在第十二電阻r12和第十二電容c12上形成電壓，第十二電阻r12和第十二電容c12上的電壓就會(huì)觸發(fā)第十一可控硅sr11開(kāi)通，第十一可控硅sr11一旦開(kāi)通，則第四單相整流橋bd4輸出被短路，則第四單相整流橋bd4輸入也被短路，即第一工頻升壓變壓器ti1原邊被短路，原邊電壓被瞬時(shí)拉低，起到保護(hù)升壓變壓器和副邊的高壓整流橋硅堆的作用。這里第一tvs二極管z1和第二tvs二極管z2擊穿電壓的閾值選取非常重要，要根據(jù)保護(hù)電壓的閾值來(lái)選取，比如變壓器原邊電壓的保護(hù)閾值設(shè)定為500v時(shí)，則選取擊穿電壓閾值為250v的tvs二極管，兩個(gè)tvs二極管串聯(lián)后的總的擊穿電壓就是500v，這樣當(dāng)變壓器原邊電壓超過(guò)500v時(shí)，tvs二極管擊穿，保護(hù)電路動(dòng)作，升壓變壓器原邊被立刻短路，過(guò)電壓被立刻消除，一旦過(guò)電壓消除，tvs二極管又恢復(fù)阻斷狀態(tài)?？煽毓璧奶匦允菍?dǎo)通后即使觸發(fā)信號(hào)撤銷(xiāo)掉，只要有電流流過(guò)，它就繼續(xù)導(dǎo)通，所以即使tvs二極管恢復(fù)阻斷狀態(tài)，沒(méi)有電流流過(guò)，這樣第十二電阻r12和第十二電容c12的電壓為零，即第十一可控硅sr11沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)，第十一可控硅sr11還是能夠繼續(xù)導(dǎo)通，繼續(xù)短路升壓變壓器原邊。保護(hù)電路就把升壓變壓器原邊短路掉，由于前面有單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)阻抗的存在，流過(guò)第四單相整流橋bd4的電流也會(huì)受到此阻抗的限制，因此第四單相整流橋bd4只要選取足夠的通流能力，并不會(huì)被沖壞。當(dāng)恒流高壓電源正常運(yùn)行時(shí)，第一工頻升壓變壓器ti1原邊電壓不高，第四單相整流橋bd4整流后的電壓也不高，第一tvs二極管z1和第二tvs二極管z2不會(huì)被擊穿，這樣第十一可控硅sr11沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)而不會(huì)導(dǎo)通，這樣第四單相整流橋bd4副邊相當(dāng)于開(kāi)路，對(duì)恒流高壓電源的正常運(yùn)行沒(méi)有任何影響。上述硬件開(kāi)路保護(hù)電路的本質(zhì)是：當(dāng)恒流源正常工作時(shí)，單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)輸出的電流流入第一工頻升壓變壓器ti1的原邊，再通過(guò)第一工頻升壓變壓器ti1、第一單相整流橋bd1硅堆整流以后輸出到負(fù)載；當(dāng)恒流源負(fù)載開(kāi)路時(shí)，開(kāi)路保護(hù)電路動(dòng)作，把單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)輸出的電流經(jīng)過(guò)第四單相整流橋bd4流回去，電流不會(huì)流入第一工頻升壓變壓器ti1原邊，這樣第一工頻升壓變壓器ti1副邊就不會(huì)有高壓，就不會(huì)擊穿升壓變壓器和高壓整流橋硅堆。

實(shí)施例二：

如圖6所示，參考圖5，所述硬件開(kāi)路保護(hù)電路還包括連接在第十一電容c11與第十一可控硅sr11之間的第十一電感l(wèi)11、連接在單相交流380v電壓源v1與第十一電感l(wèi)11之間的第二保護(hù)電路，所述第二保護(hù)電路包括連接在單相交流380v電壓源v1上的第二工頻升壓變壓器ti2、連接在第二工頻升壓變壓器ti2副邊的第三單相整流橋bd3、連接在第三單相整流橋bd3上的第十四電阻r14和第十三電容c13，所述第十三電容c13與第十一電感l(wèi)11之間設(shè)有第十五電阻r15和第十三二極管d13。

圖5所描述的電路雖然能夠起到開(kāi)路過(guò)壓保護(hù)的作用，但是存在不完善的地方，當(dāng)開(kāi)路保護(hù)電路動(dòng)作時(shí)，第十一可控硅sr11被觸發(fā)后導(dǎo)通，只要流過(guò)的電流高于它的維持電流就會(huì)一直導(dǎo)通，由于恒流高壓電源前面存在可控硅調(diào)壓電路，即第一可控硅sr1、第二可控硅sr2的存在，這兩個(gè)器件會(huì)造成單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)的輸出電流有短暫的休止區(qū)，即瞬時(shí)電流為零的區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，流過(guò)第十一可控硅sr11的電流為零，這樣第十一可控硅sr11就會(huì)關(guān)閉，第十一可控硅sr11一關(guān)閉，保護(hù)電路就會(huì)斷開(kāi)而失去保護(hù)作用，當(dāng)恒流高壓電源的單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)輸出電流走出休止區(qū)，再次慢慢變大的時(shí)候，這個(gè)電流又會(huì)使升壓變壓器的原邊電壓升高，當(dāng)?shù)谝还ゎl升壓變壓器ti1原邊電壓升高到一定程度，又會(huì)觸發(fā)開(kāi)路保護(hù)電路動(dòng)作，sr11再次導(dǎo)通把升壓變壓器原邊電壓降下來(lái)，當(dāng)單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)輸出電流進(jìn)入下一個(gè)休止區(qū)時(shí)，第十一可控硅sr11又會(huì)關(guān)閉，當(dāng)單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)輸出電流走出休止區(qū)，又會(huì)再次觸發(fā)保護(hù)電路而開(kāi)通第十一可控硅sr11，這樣開(kāi)路保護(hù)電路會(huì)被不停的觸發(fā)、停止、再觸發(fā)、再停止，這樣的狀態(tài)對(duì)開(kāi)路保護(hù)電路和升壓變壓器都是不好的，因此對(duì)圖5的的開(kāi)路保護(hù)電路作進(jìn)一步的改進(jìn)，消除這種狀態(tài)，具體電路見(jiàn)圖6，圖6中所描述的電路是在圖5的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)續(xù)流電感第十一電感l(wèi)11，還有另外一個(gè)給第十一可控硅sr11提供導(dǎo)通電流的第二保護(hù)電路，即由第二工頻升壓變壓器ti2、第三單相整流橋bd3、第十四電阻r14、第十三電容c13、第十五電阻r15、第十三二極管d13組成的一個(gè)電路。第二工頻升壓變壓器ti2把單相交流380v電壓源v1變壓為交流12v的電壓，然后經(jīng)過(guò)第三單相整流橋bd3整流，第十電阻r14和第十三電容c13濾波，形成15v左右的直流電源，再經(jīng)過(guò)第十五電阻r15和第十三二極管d13后施加到第十一可控硅sr11的兩端。當(dāng)恒流高壓電源正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)電路不工作時(shí)，第十一可控硅sr11不導(dǎo)通，由于第十一可控硅sr11兩端的電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于15v，因此第十三二極管d13反向截止，15v的直流電沒(méi)有電流輸出。當(dāng)恒流源開(kāi)路運(yùn)行時(shí)，第一tvs二極管z1、第二tvsz2被雪崩擊穿，第十一可控硅sr11被觸發(fā)導(dǎo)通，相當(dāng)于第四單相整流橋bd4副邊串聯(lián)一個(gè)第十一電感l(wèi)11，只要選取第十一電感l(wèi)11的值比第一工頻升壓變壓器ti1的等效勵(lì)磁電感小20倍以上，第一工頻升壓變壓器ti1原邊還是近似被看做短路，恒流高壓電源單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)輸出的電流絕大部分流過(guò)保護(hù)電路的第十一電感l(wèi)11，由于第十一電感l(wèi)11所形成的阻抗很低，即使有大電流流過(guò)，所形成的電壓也很低，這樣第一工頻升壓變壓器ti1原邊電壓很低，起到開(kāi)路保護(hù)的作用。第十一可控硅sr11一旦被觸發(fā)導(dǎo)通，第十一可控硅sr11兩端的電壓近似為零，則第十三二極管d13就會(huì)正向偏置而導(dǎo)通，15v的直流電經(jīng)過(guò)第十五電阻r15給第十一可控硅sr11提供電流，這樣流過(guò)第十一可控硅sr11的有兩部分電流，一部分是恒流高壓電源的單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)的輸出電流，一部分是15v直流電所提供的電流。當(dāng)恒流高壓電源的單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)的輸出電流進(jìn)入休止區(qū)，即沒(méi)有輸出電流，第十一可控硅sr11仍舊有電流流過(guò)，即15v直流電所提供的電流，只要這個(gè)電流高于第十一可控硅sr11的維持電流，第十一可控硅sr11就會(huì)導(dǎo)通，因此適當(dāng)選取限流電阻即第十五電阻r15的值，使15v直流電的輸出電流高于第十一可控硅sr11的維持電流，第十一可控硅sr11就會(huì)持續(xù)導(dǎo)通。一般可控硅的維持電流在100毫安左右，因此選取第十五電阻r15的阻值使15v直流電輸出電流高于100毫安就可以了，電路的功耗也不大。保護(hù)電路中第十一電感l(wèi)11的存在非常重要，當(dāng)拿掉第十一電感l(wèi)11時(shí)，即把圖6中的第十一可控硅sr11的陽(yáng)極和第四單相整流橋bd4的正極直接連接上，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)第十一可控硅sr11在單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)的電流休止區(qū)還會(huì)關(guān)閉上，原因是單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)輸出的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于15v直流電輸出的百毫安級(jí)別的電流，單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)輸出的電流從非休止區(qū)向休止區(qū)演化時(shí)，電流的變化率很大，即流過(guò)第十一可控硅sr11的電流的變化率很大，電流衰減到零的速度太快，這種過(guò)高的電流衰減速度同樣使第十一可控硅sr11關(guān)閉，為了阻止流過(guò)第十一可控硅sr11的電流過(guò)快衰減，在第四單相整流橋bd4和第十一可控硅sr11之間串聯(lián)一個(gè)第十一電感l(wèi)11，電感的特性是阻礙電流的變化。加了第十一電感l(wèi)11之后，開(kāi)路保護(hù)動(dòng)作時(shí)，即使進(jìn)入單相l(xiāng)cl諧振網(wǎng)絡(luò)輸出的電流的休止區(qū)，由于有15v電源過(guò)來(lái)的100多毫安的電流，第十一可控硅sr11繼續(xù)導(dǎo)通，保護(hù)電流繼續(xù)工作。第十一電感l(wèi)11的感值的選取和鐵芯的選取非常重要，第十一電感l(wèi)11的感值要比第一工頻升壓變壓器ti1等效勵(lì)磁電感小20倍以上，比如第一工頻升壓變壓器ti1的等效勵(lì)磁電感是10毫亨，則第十一電感l(wèi)11的值要小于500微亨，第十一電感l(wèi)11的鐵芯的選取也要讓電感能存儲(chǔ)足夠的能量去使流過(guò)第十一可控硅sr11電流的衰減速度降下來(lái)。

實(shí)施例三：

如圖7所示，參考圖6，一種帶有硬件開(kāi)路保護(hù)電路的三相工頻恒流高壓電源，包括三相交流380v電壓源v2、連接在三相交流380v電壓源v2上由第三電感l(wèi)3、第四電感l(wèi)4、第五電感l(wèi)5、第六電感l(wèi)6、第七電感l(wèi)7、第八電感l(wèi)8、第三電容c3、第四電容c4、第五電容c5組成的三相對(duì)稱(chēng)lcl諧振網(wǎng)絡(luò)、連接在三相對(duì)稱(chēng)lcl諧振網(wǎng)絡(luò)上的三相工頻升壓變壓器tyy1、連接在三相工頻升壓變壓器tyy1副邊上的三相整流橋bd2、連接在三相整流橋bd2上的第二等效負(fù)載r2和第六電容c6，所述三相交流380v電壓源v2與三相對(duì)稱(chēng)lcl諧振網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)有控制電源輸出電流的第三可控硅sr3、第四可控硅sr4、第五可控硅sr5、第六可控硅sr6、第七可控硅sr7和第八可控硅sr8，所述三相工頻升壓變壓器tyy1的原邊連接有硬件開(kāi)路保護(hù)電路。所述硬件開(kāi)路保護(hù)電路包括連接在三相工頻升壓變壓器tyy1的原邊上的第二十五三相整流橋bd25、連接在第二十五三相整流橋bd25上的第十一電阻r11和第十一電容c11、連接在第十一電容c11上的第十二電阻r12和第十二電容c12，所述第十一電容c11與第十二電阻r12之間設(shè)有第一tvs二極管z1和第二tvs二極管z2，所述第十一電容c11的一端與第十二電容c12的一端之間設(shè)有第十一可控硅sr11，所述第十二電容c12的另一端與第十一可控硅sr11之間設(shè)有第十三電阻r13。所述硬件開(kāi)路保護(hù)電路還包括連接在第十一電容c11與第十一可控硅sr11之間的第十一電感l(wèi)11、連接在三相交流380v電壓源v2與第十一電感l(wèi)11之間的第二保護(hù)電路，所述第二保護(hù)電路包括連接在三相交流380v電壓源v2上的第二工頻升壓變壓器ti2、連接在第二工頻升壓變壓器ti2副邊的第三單相整流橋bd3、連接在第三單相整流橋bd3上的第十四電阻r14和第十三電容c13，所述第十三電容c13與第十一電感l(wèi)11之間設(shè)有第十五電阻r15和第十三二極管d13。

圖7和圖6唯一的不同是用第二十五三相整流橋bd25代替圖6的第四單相整流橋bd4，因?yàn)槿喙ゎl升壓變壓器tyy1的原邊是三根線，要想在開(kāi)路保護(hù)時(shí)短路所有的變壓器原邊繞組，必須把每個(gè)原邊繞組都連接到整流橋上，因此使用第二十五三相整流橋bd25。開(kāi)路保護(hù)電路的工作過(guò)程和工作原理和圖5圖6一樣，當(dāng)三相交流380v電壓源v2開(kāi)路運(yùn)行時(shí)，三相工頻升壓變壓器tyy1原邊電壓升高，則第二十五三相整流橋bd25輸出電壓也增高，高于保護(hù)閾值時(shí)，第一tvs二極管z1和第二tvs二極管z2被雪崩擊穿，觸發(fā)導(dǎo)通第十一可控硅sr11，三相對(duì)稱(chēng)lcl諧振網(wǎng)絡(luò)的輸出電流的大部分從第十一可控硅sr11流過(guò)，三相工頻升壓變壓器tyy1原邊電壓很低，起到開(kāi)路保護(hù)的作用。

本發(fā)明提供一種帶有硬件開(kāi)路保護(hù)電路的單相工頻恒流高壓電源和一種帶有硬件開(kāi)路保護(hù)電路的三相工頻恒流高壓電源，能夠解決傳統(tǒng)工頻恒流高壓電源中開(kāi)路保護(hù)電路的缺陷，實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)路保護(hù)，提高恒流高壓電源的可靠性。