一种适用于等离子体枪的电源制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于等离子体枪的电源，二极管整流模块、隔离充电模块、电容储能模块、恒压限流模块、IGBT放电控制模块、电压传感器和电流传感器；二极管整流模块用于将交流电源的交流电转换为直流电；隔离充电模块用于根据H桥和谐振电路对直流电进行处理，为电容储能模块提供恒流电源；电容储能模块用于进行充电储能，并通过恒压限流模块为等离子体枪的放电过程供能；恒压限流模块用于根据所述电压传感器和所述电流传感器的反馈，进行恒压稳流输出；IGBT放电控制模块用于根据预设时间和预设脉宽，对等离子体枪进行放电。采用本发明专利技术实施例，在满足等离子体枪高电压参数和较小等离子体密度的同时，避免对电网的冲击且造价成本更低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于等离子体枪的电源


[0001]本专利技术涉及等离子体电源领域，尤其涉及一种适用于等离子体枪的电源。

技术介绍

[0002]等离子体枪主要由阴极、阳极和不带电的金属垫圈阵列组成，当在两个电极加上适当电压并注入中性气体后，枪能够产生匀强电场并击穿中性气体产生巨大电流，形成的等离子体团由枪出口喷射出去。磁镜等线性实验装置常使用等离子体枪作为种子等离子体源进行等离子体特性实验研究，而且随着等离子体实验装置的丰富，对等离子体要求也越来越具体。首先是要求气体击穿过程时间短，这就要求阴极和阳极电压差较高。其次，是要求等离子体密度参数可调节，这就需要对击穿后电极流过电流进行限流调节。此外，实验上还要求等离子体枪产生等离子体密度涨落要小，也就是要求通过电极的电流纹波足够小。与此同时，气体击穿过程要求电压参数较高，而等离子体维持过程要求电流参数较高，但现有技术采用满足这两个条件的成熟电源，哪怕只是脉冲放电过程，所需要的瞬时功率都会对电网冲击很大，且造价昂贵。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种适用于等离子体枪的电源，以解决现有技术在满足等离子体枪高电压参数和较小等离子体密度的同时，对电网冲击较大且造价成本较高的技术问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种适用于等离子体枪的电源，包括：二极管整流模块、隔离充电模块、电容储能模块、恒压限流模块、IGBT放电控制模块、电压传感器和电流传感器；其中，所述二极管整流模块的输入端与交流电源连接，所述二极管整流模块的输出端与所述隔离充电模块的输入端连接；所述隔离充电模块的输出端与所述电容储能模块的输入端连接；所述电容储能模块的输出端与所述恒压限流模块的输入端连接；所述恒压限流模块的输出端与所述IGBT放电控制模块的输入端连接；所述IGBT放电控制模块输出端与等离子体枪连接；所述电压传感器的监测端与所述IGBT放电控制模块连接，所述电压传感器的反馈端与所述恒压限流模块连接；所述电流传感器的监测端与所述IGBT放电控制模块连接，所述电流传感器的反馈端与所述恒压限流模块连接；所述二极管整流模块用于将交流电源的交流电转换为直流电；所述隔离充电模块用于根据H桥和谐振电路对直流电进行处理，为所述电容储能模块提供恒流电源；所述电容储能模块用于进行充电储能，并通过恒压限流模块为所述等离子体枪的放电过程供能；所述恒压限流模块用于根据所述电压传感器和所述电流传感器的反馈，进行恒压稳流输出；所述IGBT放电控制模块用于根据预设时间和预设脉宽，对所述等离子体枪进行放
电。
[0005]本专利技术将隔离充电模块用于将二极管整流模块输出的直流电，通过H桥和谐振电路转化为恒流电源，相较于现有技术的工频变压器，使电源设备的体积更小、重量更轻，减少了造价成本；此外，电容储能模块通过隔离充电模块进行低电流充电，又通过恒压限流模块对IGBT放电控制模块进行高电流放电，避免了大功率输出对电网的冲击，同时又通过采用IGBT放电控制模块满足等离子体枪的高功率击穿和长脉冲维持放电的功能；而恒压限流模块通过双环反馈实现对等离子体密度的稳定控制。
[0006]进一步地，所述根据H桥和谐振电路对直流电进行处理，为所述电容储能模块提供恒流电源，具体为：其中，所述隔离充电模块还包括：隔离变压器；根据所述H桥，将直流电逆变为方波电压；所述谐振电路将所述方波电压转换为恒流电源；所述隔离变压器按预设技术参数，根据所述恒流电源，对所述电容储能模块进行充电。
[0007]本专利技术的隔离充电模块包括H桥、谐振电路和隔离变压器实现对电容储能模块的低电流输出，同时采用该电路组合可以减小电源设备的体积和重量，减少了造价成本。
[0008]进一步地，所述预设技术参数为300V/6A的输入电压/电流和880V/2A的输出电压/电流。
[0009]本专利技术的隔离变压器按预设技术参数输出电流较小，对电容储能模块进行充电，有助于避免对电网造成冲击。
[0010]进一步地，所述电容储能模块包括若干个电解电容；其中，第一数量的所述电解电容串联设置，组成第一电容电路；若干个所述第一电容电路并联设置，组成所述电容储能模块。
[0011]进一步地，所述电解电容的型号为0.4F
‑
1000V。
[0012]本专利技术的电容储能模块通过串联设置的电解电容，提高耐压参数；对第一电容电路进行并联设置，以提高电源输出电流大小，进而控制等离子体的密度参数，实现能量缓冲并避免充放电过程对电网和充电机产生的冲击。
[0013]进一步地，所述恒压限流模块包括MOSFET升压斩波电路和限流电阻；所述MOSFET升压斩波电路用于根据所述电容储能模块的输入电压源，进行电路升压控制；所述限流电阻用于限制输出电流。
[0014]本专利技术通过MOSFET升压斩波电路实现对输入电压的升压控制，限流电阻起到稳流效果，为等离子体枪提供恒压稳流的电源输入。
[0015]进一步地，所述根据所述电压传感器和所述电流传感器的反馈，进行恒压稳流输出，具体为：其中，所述恒压限流模块还包括：数字控制器；根据所述电压传感器和所述电流传感器的双环反馈，以及所述数字控制器，对负载电压和负载电流进行闭环控制，并通过所述MOSFET升压斩波电路和所述限流电阻进行恒压稳流输出。
[0016]本专利技术的数字控制器结合电压传感器和电流传感器的双环反馈，控制恒压限流模块稳定输出，获得稳定密度的等离子体。
[0017]进一步地，所述IGBT放电控制模块包括IGBT模块；所述IGBT模块用于在没有触发信号时，保持截止状态；以及用于在接收到触发信号时，进入导通状态，并在预设时间内对所述等离子体枪进行放电。
[0018]进一步地，所述适用于等离子体枪的电源，还包括：触发模块；所述触发模块用于为所述IGBT模块提供触发信号；其中，所述触发信号包括内部触发信号和外部触发信号；所述内部触发信号为自动周期触发或单次触发的触发信号；所述外部触发信号为12V上升沿触发信号。
[0019]本专利技术的触发模块通过内部触发信号和外部触发信号，保证IGBT模块多次放电的重复性和稳定性。
[0020]进一步地，所述适用于等离子体枪的电源，还包括：通讯模块；所述通讯模块与终端设备连接，用于对等离子体枪的输入电源进行参数设置。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提供的适用于等离子体枪的电源的一种实施例的结构示意图；图2为本专利技术提供的适用于等离子体枪的电源的一种实施例的整体三维结构图；图3为本专利技术提供的隔离充电模块的一种实施例的连接关系示意图；图4为本专利技术提供的恒压限流模块的一种实施例的连接关系示意图；图5为本专利技术提供的IGBT放电控制模块的一种实施例的连接关系示意图；图6为本专利技术提供的等离子体枪放电过程中的电源输出波形图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于等离子体枪的电源，其特征在于，包括：二极管整流模块、隔离充电模块、电容储能模块、恒压限流模块、IGBT放电控制模块、电压传感器和电流传感器；其中，所述二极管整流模块的输入端与交流电源连接，所述二极管整流模块的输出端与所述隔离充电模块的输入端连接；所述隔离充电模块的输出端与所述电容储能模块的输入端连接；所述电容储能模块的输出端与所述恒压限流模块的输入端连接；所述恒压限流模块的输出端与所述IGBT放电控制模块的输入端连接；所述IGBT放电控制模块输出端与等离子体枪连接；所述电压传感器的监测端与所述IGBT放电控制模块连接，所述电压传感器的反馈端与所述恒压限流模块连接；所述电流传感器的监测端与所述IGBT放电控制模块连接，所述电流传感器的反馈端与所述恒压限流模块连接；所述二极管整流模块用于将交流电源的交流电转换为直流电；所述隔离充电模块用于根据H桥和谐振电路对直流电进行处理，为所述电容储能模块提供恒流电源；所述电容储能模块用于进行充电储能，并通过恒压限流模块为所述等离子体枪的放电过程供能；所述恒压限流模块用于根据所述电压传感器和所述电流传感器的反馈，进行恒压稳流输出；所述IGBT放电控制模块用于根据预设时间和预设脉宽，对所述等离子体枪进行放电。2.如权利要求1所述的适用于等离子体枪的电源，其特征在于，所述根据H桥和谐振电路对直流电进行处理，为所述电容储能模块提供恒流电源，具体为：其中，所述隔离充电模块还包括：隔离变压器；根据所述H桥，将直流电逆变为方波电压；所述谐振电路将所述方波电压转换为恒流电源；所述隔离变压器按预设技术参数，根据所述恒流电源，对所述电容储能模块进行充电。3.如权利要求2所述的适用于等离子体枪的电源，其特征在于，所述预设技术参数为300V/6A的输入电压/电流和880V/2A的输出电压/电流。4.如权利要求1所述的适用于等离子体枪的电源，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱光辉，郭垚垚，何立灿，张新军，毛玉周，秦成明，王磊，刘鲁南，张伟，袁帅，
申请(专利权)人：合肥博鳌电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：