等离子体点火用大容量开关电源制造技术

本实用新型专利技术公开了等离子体点火用大容量开关电源。包括控制电路和主电路，该主电路包括：三相交流电接三相半控桥；三相半控桥的输出接无源PFC电感；无源PFC电感输出接无源PFC电容；无源PFC电容输出接两路并联的双管正激电路；双管正激电路输出接第一高频变压器、第二高频变压器的原边绕组，第一高频变压器、第二高频变压器的付边绕组的输出接第一高频二极管、第二高频二极管、第三高频二极管、第四高频二极管；第一高频二极管、第二高频二极管、第三高频二极管、第四高频二极管依次串联，其输出接直流滤波电感；直流滤波电感的输出即开关电源的直流输出。本实用新型专利技术效率高、可靠性高、动态响应快。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及等离子体装置，特别涉及等离子体点火用大容量开关电源。
技术介绍
目前，火力发电厂煤粉锅炉的点火及稳燃、助燃通常采用燃烧燃油的方式来实现。但是，这种燃油点火方式点火时间长、耗油量大。随着世界能源日益紧张，无油点火已成为锅炉点火的研究热点。在众多的无油点火方案中，等离子体点火技术受到了业界的广泛重视。与传统的油枪点火相比，等离子体点火具有经济、环保、高效、自动化程度高等诸多优点。与等离子体发生器相配套的电源系统对成功点火和稳然至关重要。 当前应用最为广泛的等离子体发生器专用电源系统一般是采用晶闸管器件的三相桥式整流电路结构，该结构需要较大容量的变压器和输出平波电抗器。由于属于相控变流方式，其存在功率因数低和效率低，电流波形畸变严重，响应速度慢的缺点。其次是采用高频开关电源模块的电源系统，高频开关电源技术省去了大容量的隔离整流变压器，取而代之的是体积小、重量轻的高频变压器，节约了大量金属材料，并且该电源具有效率高，动态性能良好，电网无功占用少等特点，有利于节能。但目前其电源主电路通常采用全桥结构，全桥结构存在桥臂上下管直通的可能，可靠性差，而且控制上为单环控制，响应速度相对较慢。
技术实现思路
本技术提供等离子体点火用大容量开关电源，解决现有大功率直流电源系统功率因数低、效率低、响应速度慢、运行不稳定的缺点。本技术提出的等离子体点火用大容量开关电源，包括控制电路和主电路，其中，主电路包括三相半控桥、无源功率因数校正(PFC)电感、无源PFC电容、双管正激电路、第一高频变压器、第二高频变压器、第一高频二极管、第二高频二极管、第三高频二极管、第四高频二极管、以及直流滤波电感三相交流电接三相半控桥；三相半控桥的输出接无源PFC电感；无源PFC电感输出接无源PFC电容；无源PFC电容输出接两路并联的双管正激电路；双管正激电路输出接第一高频变压器、第二高频变压器的原边绕组，第一高频变压器、第二高频变压器的付边绕组的输出依次接第一高频二极管、第二高频二极管、第三高频二极管、第四高频二极管；第一高频二极管、第二高频二极管、第三高频二极管、第四高频二极管为依次串联的关系，其输出接直流滤波电感；直流滤波电感的输出即开关电源的直流输出。进一步，所述等离子体点火用大容量开关电源，其中两路并联的双管正激电路完全相同，第一高频变压器、第二高频变压器的分别有两组付边绕组，四路串联的第一高频二极管、第二高频二极管、第三高频二极管、第四高频二极管完全相同。进一步，所述等离子体点火用大容量开关电源，其中开关电源采样输出直流平均值电流作为外环电路的控制电流，采样原边峰值电流作为内环电路的控制电流，通过比例积分微分(PID)控制模块输出恒定的直流电流。进一步，所述等离子体点火用大容量开关电源，其中输出直流平均值电流采用电流霍尔元件采样，原边峰值电流采用电流互感器采样，两组主电路的控制相角相差180度。进一步，所述等离子体点火用大容量开关电源，其中 外环电路和内环电路采用脉宽调制(PWM)方式。进一步，所述等离子体点火用大容量开关电源，其中外环电路和内环电路采用专用PWM芯片UC2825A。进一步，所述等离子体点火用大容量开关电源，其中开关电源采用高频开关技术，开关频率15k，第一高频变压器和第二高频变压器采用铁氧体材料，直流滤波电感采用高磁通粉芯。进一步，所述等离子体点火用大容量开关电源，其中双管正激电路中单个桥臂采用半桥结构的绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块构成，其中一个IGBT接-9V电源作为复位二极管，另一个IGBT的驱动采用专用驱动器2SC0108T。进一步，所述等离子体点火用大容量开关电源，其中开关电源采用热插拔结构，多个开关电源并联输出，通过外部自动均流电路进行电流均衡。进一步，所述等离子体点火用大容量开关电源，其中外部自动均流电路采用线性光耦与开关电源隔离。本技术具有至少如下之一的有益效果本技术采用无源PFC (Power Factor Correction,功率因数校正)技术及双管正激主电路，原边并联、付边串联，电流谐波含量低，功率因数高，效率高，响应速度快，运行稳定，有利于节能。本技术采用高频开关电源技术，热插拔结构，多模块并联输出，自动电流均衡，扩展容易，可维护性好。本技术采用平均值电流外环、峰值电流内环双环PWM (脉宽调制)控制技术，PID (Proportion Integration Differentiation,比例积分微分)闭环控制，响应速度快、动态性能良好，有利于等离子体发生器起弧及稳弧。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中图I为本技术等离子体点火用大容量开关电源主电路原理示意图；图2 Ca)为本技术中开关电源并联实现电流自动均衡的一种实施方式；图2 (b)为本技术中开关电源并联实现电流自动均衡的另一种实施方式；图3为本技术中控制电路进行双环控制的方框图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本技术的各种示例性实施例。应注意到除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。 以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。以下结合附图对本技术作进一步详细描述。开关电源包括控制电路和主电路。图I为本技术等离子体点火用大容量开关电源主电路原理示意图。该开关电源的主电路包括三相半控桥I、无源PFC电感2、无源PFC电容3、双管正激电路4、第一高频变压器6、第二高频变压器7、第一高频二极管8、第二高频二极管9、第三高频二极管10、第四高频二极管11、以及直流滤波电感12。三相交流电接三相半控桥I。三相半控桥I的输出接无源PFC电感2。无源PFC电感2输出接无源PFC电容3。无源PFC电感2和无源PFC电容3组成无源PFC电路用以降低电流的谐波含量，提高功率因数。无源PFC电容3输出接两路并联的双管正激电路4。双管正激电路4输出接第一高频变压器6、第二高频变压器7的原边绕组，第一高频变压器6、第二高频变压器7的付边绕组的输出依次接第一高频二极管8、第二高频二极管9、第三高频二极管10、第四高频二极管11。第一高频二极管8、第二高频二极管9、第三高频二极管10、第四高频二极管11为依次串联的关系，其输出接直流滤波电感12。直流滤波电感12的输出即开关电源的直流输出。本技术采用无源PFC技术及双管正激主电路，原边并联、付边串联，电流谐波含量低，本文档来自技高网...

【技术保护点】
等离子体点火用大容量开关电源，包括控制电路和主电路，其特征在于，主电路包括三相半控桥（1）、无源功率因数校正（PFC）电感（2）、无源PFC电容（3）、双管正激电路（4）、第一高频变压器（6）、第二高频变压器（7）、第一高频二极管（8）、第二高频二极管（9）、第三高频二极管（10）、第四高频二极管（11）、以及直流滤波电感（12）：三相交流电接三相半控桥（1）；三相半控桥（1）的输出接无源PFC电感（2）；无源PFC电感（2）输出接无源PFC电容（3）；无源PFC电容（3）输出接两路并联的双管正激电路（4）；双管正激电路（4）输出接第一高频变压器（6）、第二高频变压器（7）的原边绕组，第一高频变压器（6）、第二高频变压器（7）的付边绕组的输出依次接第一高频二极管（8）、第二高频二极管（9）、第三高频二极管（10）、第四高频二极管（11）；第一高频二极管（8）、第二高频二极管（9）、第三高频二极管（10）、第四高频二极管（11）为依次串联的关系，其输出接直流滤波电感（12）；直流滤波电感（12）的输出即开关电源的直流输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韦光辉，杨金华，呼志杰，赵国柱，梁强，张兴，
申请(专利权)人：烟台龙源电力技术股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：