適于大流量等離子體發(fā)生器的高壓交流電源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種適于大流量等離子體發(fā)生器的高壓交流電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]霧霾和有毒有害氣體已經(jīng)嚴(yán)重影響人們的生活，工業(yè)飛速發(fā)展的同時，給地區(qū)、人類也帶來廢氣和有毒氣體，這些不僅影響生活質(zhì)量，更可怕的是威脅身心健康。廢氣治理刻不容緩，特別新技術(shù)的加入使人類看到了實(shí)在的效果。等離子體廢氣治理技術(shù)成為廢氣治理高效高新技術(shù)。
[0003]現(xiàn)有的利用等離子體進(jìn)行空氣進(jìn)化，廢氣治理，層次不窮，嚴(yán)格意義上說部分技術(shù)談不上是等離子體技術(shù)，僅僅是臭氧發(fā)生器，產(chǎn)生臭氧分子，而后進(jìn)行氧化反應(yīng)凈化空氣而已，或者產(chǎn)生很少量的等離子體，如電子、離子等，無法滿足工業(yè)上大量廢氣所對應(yīng)的大流量等離子體的需求。
[0004]中國專利申請?zhí)?01310419297.0公開了一種驅(qū)動DBD等離子體源組的分配式高頻高壓電源裝置，該裝置單模塊輸出功率300W，單機(jī)輸出電壓幅度、功率等級和三相供電等條件受到限制，供電環(huán)境如單相供電地區(qū)以及其他更高要求將無法實(shí)現(xiàn)。
[0005]目前行業(yè)，高壓交流電源多數(shù)實(shí)行獨(dú)立工作，單獨(dú)控制，出現(xiàn)故障不能有效避免與反饋。
[0006]等離子體發(fā)生器使用的高壓交流電源，型號各異，現(xiàn)有的高壓交流電源在浪涌電流抑制、防雷設(shè)計(jì)和防電快速脈沖群，差模、共模濾波以及電源本身產(chǎn)生諧波對供電源等周邊設(shè)備電磁干擾措施還不夠完善，諧波污染比較嚴(yán)重，沒有得到及時處理與控制，對設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行存在隱患。
[0007]目前高壓電源形式多樣，有些廠家用的是半控型器件，如可控硅控制，利用效率
。
[0008]有些電源主電路沒有緩沖電路，對電路沖擊大，容易跳閘，影響供電穩(wěn)定；有些使用可控硅控制，控制電路復(fù)雜受到限制；有些使用延時繼電器，增加成本而且比較占用空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種適于大流量等離子體發(fā)生器的高壓交流電源裝置。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:適于大流量等離子體發(fā)生器的高壓交流電源裝置，包括防雷防電脈沖群電路、差模共模濾波電路、整流電路、緩沖儲能濾波電路、全橋逆變電路、高頻諧振變壓器、輔助供電電路、PWM控制電路、驅(qū)動電路、輸入電流電壓傳感器、輸出電流傳感器、輸出電壓傳感器、溫度傳感器、顯示系統(tǒng)、PLC控制信號電路；
[0011 ] 防雷防電脈沖群電路、差模共模濾波電路、整流電路、緩沖儲能濾波電路、全橋逆變電路、高頻諧振變壓器依次連接；
[0012]輔助供電電路、輸入電流電壓傳感器、輸出電流傳感器、輸出電壓傳感器、溫度傳感器分別連接到PWM控制電路；
[0013]PWM控制電路分別與驅(qū)動電路、顯示系統(tǒng)、PLC控制信號電路連接；
[0014]輸出電流傳感器與高頻諧振變壓器連接；
[0015]輸出電壓傳感器與高頻諧振變壓器連接；
[0016]驅(qū)動電路與全橋逆變電路連接。
[0017]作為優(yōu)選，顯示系統(tǒng)包括數(shù)顯表、運(yùn)行指示燈、故障指示燈；數(shù)顯表、運(yùn)行指示燈、故障指示燈連接到PWM控制電路。
[0018]作為優(yōu)選，還包括散熱系統(tǒng)和散熱風(fēng)扇；散熱系統(tǒng)包括具有散熱葉的鋁合金散熱器以及散熱風(fēng)道，散熱風(fēng)扇為軸流風(fēng)機(jī)。電源工作時，主機(jī)氣壓為負(fù)壓，從機(jī)內(nèi)吸熱風(fēng)向機(jī)外吹風(fēng)，同時另一側(cè)因?yàn)樨?fù)壓兒進(jìn)入冷風(fēng)；溫度傳感器對散熱系統(tǒng)的溫度采樣。
[0019]作為優(yōu)選，高頻諧振變壓器為油浸變壓器；油浸變壓器采用鋁合金材料制成的油箱、PET頂蓋、高頻用鐵氧體磁芯。
[0020]作為優(yōu)選，全橋逆變電路通過高壓導(dǎo)線與高頻諧振變壓器連接。
[0021 ] 作為優(yōu)選，輸出電壓傳感器為高頻諧振變壓器的一組繞組。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0023]本實(shí)用新型高壓交流電源裝置與配套的等離子體發(fā)生器高效動態(tài)匹配，可以產(chǎn)生密度較高的等離子體，經(jīng)過中科院院士鑒定:其等離子密度可達(dá)3.5X 119?
1.42 X 12V3,技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先。
[0024]本實(shí)用新型高壓交流電源裝置單機(jī)功率等級大，輸出額定功率1.5KW。
[0025]本實(shí)用新型高壓交流電源裝置在EMI電磁干擾兼容方面做了大量工作，采用防雷防電脈沖群電路、差模共模濾波，有效抑制浪涌電流和電源本身對供電環(huán)境的諧波干擾。
[0026]本實(shí)用新型高壓交流電源裝置在主電路緩沖電路設(shè)計(jì)獨(dú)特，采用功率繼電器的觸點(diǎn)和緩沖電阻并聯(lián)，上電工作時起到限流、延時導(dǎo)通，延時時間0.5?5秒也可以根據(jù)需要設(shè)定，帶載工作時不影響功率輸出。
[0027]本實(shí)用新型高壓交流電源裝置不是簡單的升壓變壓器，而是獨(dú)特的高頻諧振變壓器。其主要原理是容性負(fù)載等離子體發(fā)生器工作時產(chǎn)生的容抗、阻抗以及線路感抗和高頻諧振變壓漏感組成的固有諧振頻率為額定工作點(diǎn)的高頻諧振電路。
[0028]本實(shí)用新型高壓交流電源裝置頻率可調(diào)，頻率范圍2K?50KHZ，輸出高壓峰值達(dá)到7.5?25KV。旋轉(zhuǎn)電位器即可改變電路工作頻率，達(dá)到調(diào)節(jié)電源輸出電壓、電流和功率，來影響等離子體發(fā)生器的放電效果和等離子體的濃度，達(dá)到合理氧化、凈化被處理氣體。
[0029]本實(shí)用新型高壓交流電源裝置實(shí)行獨(dú)特的雙重控制系統(tǒng)技術(shù):電源內(nèi)部的PWM控制與外部PLC控制同步進(jìn)行，雙重保護(hù)裝置工作運(yùn)行和故障反饋等保護(hù)，使整個電源裝置系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
【附圖說明】
[0030]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0031]圖1是本實(shí)用新型高壓交流電源裝置實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0032]圖2是本實(shí)用新型高壓交流電源裝置實(shí)施例的主電路原理圖。
[0033]圖2中標(biāo)記說明:F1保險(xiǎn)絲，RV1-RV3壓敏電阻，⑶Tl、⑶T2陶瓷放電管，LI差模電感，L2共模電感，L3電流傳感器，L4輸入電壓電流傳感器，DB整流橋，R0, Rl電阻，CXUCX2、C1-C7電容，Q1-Q4全控型半導(dǎo)體開關(guān)器件，K功率繼電器，Tl高頻諧振變壓器和輸出電壓傳感器，RL等離子體發(fā)生器。
【具體實(shí)施方式】
[0034]本實(shí)施例為HV20KV0.1A-V2.3高壓交流電源裝置，主要用于專用等離子體發(fā)生器供電裝置，使發(fā)生器產(chǎn)生大流量等離子體。整套裝置已經(jīng)用在化工廠、烤煙廠、垃圾中轉(zhuǎn)站等產(chǎn)生和生活的廢氣治理。
[0035]圖1是一種高壓交流電源裝置，由防雷防電脈沖群電路、差模共模濾波電路、整流電路、緩沖儲能濾波電路、全橋逆變電路、高頻諧振變壓器、輔助供電電路、輸入電流電壓傳感器、輸出電流傳感器、輸出電壓傳感器、溫度傳感器、PWM控制電路、驅(qū)動電路、顯示系統(tǒng)、PLC控制信號電路、散熱風(fēng)扇和散熱系統(tǒng)組成。
[0036]該高壓交流電源裝置的主電路如圖2所示。
[0037]該高壓交流電源裝置主要原理:輸入供電交流220V50HZ，經(jīng)過防雷防電脈沖群電路和差模共模濾波把穩(wěn)定的交流電送單相整流橋DB變成脈動10Hz全波直流電，經(jīng)緩沖儲能濾波變成紋波系數(shù)很小的直流電，再經(jīng)全控型半導(dǎo)體器件MOS管或者IGBT為功率器件即Q1、Q2、Q3、Q4組成的全橋電路和高頻諧振變壓器Tl逆變升壓，再經(jīng)過高頻諧振變壓器次級輸出高壓接送到容性負(fù)載等離子體發(fā)生器RL，通過調(diào)節(jié)調(diào)頻電位器達(dá)到諧振，使輸出功率達(dá)到最大，放電效果達(dá)到最佳，使之產(chǎn)生大量等離子體。整個電源裝置經(jīng)由PWM控制電路和PLC控制信號電路組成雙重控制系統(tǒng)，控制裝置工作運(yùn)行以及故障反饋保護(hù)。其中PWM控制電路采用的芯片型號為SG3525。
[0038]部分有源電路由輔助供電電路提供+18V、+12V、+5V供電。輸入電流電壓傳感器L4從輸入供電端米樣。輸出電流傳感器L3串聯(lián)在高頻諧振變壓器Tl輸入端，輸出電壓傳感器與高頻諧振變壓器連接，在本實(shí)施例中，輸出電壓傳感器采用高頻諧振變壓器當(dāng)中的一個繞組T1-3/4制成。溫度傳感器采樣到IGBT所安裝的散熱器溫度信號。
[0039]上述電壓、電流、溫度采樣信號送PWM控制電路，經(jīng)PWM控制電路運(yùn)算比較后把相關(guān)信號分成三路輸出，其中一路傳給驅(qū)動電路控制IGBT的開關(guān)與脈寬幅度；另外一路同時傳給顯示系統(tǒng)用來顯示電流值和電壓值，顯示系統(tǒng)再傳給指示燈，指示燈分別為運(yùn)行燈(綠燈)和故障燈(紅燈)，分別用來指示運(yùn)行(綠燈)和故障(紅燈)狀態(tài)；還有一路傳給PLC控制信號電路，用來傳輸信號到PLC控制柜參加智能控制。
[0040]散熱風(fēng)機(jī)直接接輸入供電工作，散熱風(fēng)機(jī)為軸流風(fēng)機(jī)，通過對整個電源主機(jī)的散熱系統(tǒng)即發(fā)熱器件進(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)冷，保證在環(huán)境溫度為55°C、額定功率輸出時開關(guān)管IGBTQ1-Q4周邊溫度控制在85°C以內(nèi)，并且正常