一種植絨機的直流高壓電源的製作方法
2023-07-21 16:18:36
一種植絨機的直流高壓電源的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種植絨機的直流高壓電源，包括EMI濾波器、整流濾波電路、逆變電路、高頻變壓器、倍壓整流電路、輔助電源、電流反饋電路、PWM發生器以及控制電路，EMI濾波器與市網電壓相連接，用於濾除高頻雜波及噪聲；整流濾波電路與EMI濾波器相連接，用於將交流電壓整流濾波為直流電壓；逆變電路與整流濾波電路相連接，根據PWM發生器輸出的PWM波，將整流濾波電路輸出的直流電壓轉換成高頻交流電壓；控制電路與電流反饋電路和PWM發生器相連接，用於根據電流反饋電路的電流信號控制PWM發生器輸出的PWM波的佔空比。採用本發明的技術方案，以一種更為簡單的結構實現一種高效穩定直流高壓電源，從而使植絨效果更佳。
【專利說明】一種植絨機的直流高壓電源
【技術領域】
[0001] 本發明屬於紡織設備領域，尤其涉及一種植絨機的直流高壓電源。
【背景技術】
[0002] 在現有植絨工藝中，植絨面料通過靜電吸附原理將絨毛吸附底布上，並通過在底 布上塗上膠水來將絨毛粘合固定在底布上，再經烘蒸和水洗加工成為成品植絨面料。絨 毛通過靜電植絨裝置使其帶上負電荷再植入面料中，植絨效果如何主要取決於靜電植絨裝 置，而靜電植絨裝置中最重要的部分就是直流高壓電源，整個植絨機能否正常有效運行都 依賴於商效穩定的電源。
[0003] 故，針對目前現有技術中存在的上述缺陷，實有必要進行研究，以提供一種方案， 解決現有技術中存在的缺陷。
【發明內容】
[0004] 為了克服上述現有技術的缺陷，本發明提供了一種高效穩定的植絨機直流高壓電 源，以解決上述問題。
[0005] 為解決現有技術存在的問題，本發明的技術方案為：
[0006] -種植絨機的直流高壓電源，包括EMI濾波器、整流濾波電路、逆變電路、高頻變 壓器、倍壓整流電路、輔助電源、電流反饋電路、PWM發生器以及控制電路，其中，
[0007] 所述EMI濾波器與市網電壓相連接，用於濾除高頻雜波及噪聲；
[0008] 所述整流濾波電路與所述EMI濾波器相連接，用於將交流電壓整流濾波為直流電 壓；
[0009] 所述逆變電路與整流濾波電路相連接，根據PWM發生器輸出的PWM波，將所述整流 濾波電路輸出的直流電壓轉換成高頻交流電壓；
[0010] 所述高頻變壓器與所述逆變電路相連接，用於將所述高頻交流電壓進行升壓並發 送給所述倍壓整流電路；
[0011] 所述倍壓整流電路與所述高頻變壓器相連接，用於輸出高壓直流電壓；
[0012] 所述輔助電源與所述EMI濾波器相連接，用於直流高壓電源內部供電；
[0013] 所述電流反饋電路與所述倍壓整流電路相連接，用於反饋所述倍壓整流電路的電 流信號並發送給所述控制電路；
[0014] 所述控制電路與所述電流反饋電路和所述PWM發生器相連接，用於根據所述電流 反饋電路的電流信號控制所述PWM發生器輸出的PWM波的佔空比。
[0015] 優選地，所述EMI濾波器採用兩級結構。
[0016] 優選地，所述逆變電路為半橋變換器。
[0017] 優選地，所述倍壓整流電路為四倍壓整流電路。
[0018] 優選地，所述PWM發生器採用美國矽通用公司生產的SG3525晶片。
[0019] 優選地，所述控制電路採用IR2110晶片。
[0020] 與現有技術相比，採用本發明的上述方案，以一種更為簡單的結構實現一種高效 穩定直流高壓電源，從而使植絨效果更佳。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發明植絨機直流高壓電源的原理框圖；
[0022] 圖2是圖1中EMI濾波器的原理圖；
[0023] 圖3是圖1中逆變電路的原理圖；
[0024] 圖4是圖3所示的電路工作過程圖；
[0025] 圖5是圖1中倍壓整流電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0026] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並 不用於限定本發明。
[0027] 相反，本發明涵蓋任何由權利要求定義的在本發明的精髓和範圍上做的替代、修 改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發明有更好的了解，在下文對本發明的細 節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的 描述也可以完全理解本發明。
[0028] 為了解決該技術問題，本發明提出了一種結構簡單的靜電植絨箱。
[0029] 參見圖1，所示為本發明靜電植絨箱的結構圖，包括濾波器、整流濾波電路、逆 變電路、高頻變壓器、倍壓整流電路、輔助電源、電流反饋電路、PWM發生器以及控制電路，其 中，
[0030] 所述EMI濾波器與市網電壓相連接，用於濾除高頻雜波及噪聲；
[0031] 所述整流濾波電路與所述EMI濾波器相連接，用於將交流電壓整流濾波為直流電 壓；
[0032] 所述逆變電路與整流濾波電路相連接，根據PWM發生器輸出的PWM波，將所述整流 濾波電路輸出的直流電壓轉換成高頻交流電壓；
[0033] 所述高頻變壓器與所述逆變電路相連接，用於將所述高頻交流電壓進行升壓並發 送給所述倍壓整流電路；
[0034] 所述倍壓整流電路與所述高頻變壓器相連接，用於輸出高壓直流電壓；
[0035] 所述輔助電源與所述EMI濾波器相連接，用於直流高壓電源內部供電；
[0036] 所述電流反饋電路與所述倍壓整流電路相連接，用於反饋所述倍壓整流電路的電 流信號並發送給所述控制電路；
[0037] 所述控制電路與所述電流反饋電路和所述PWM發生器相連接，用於根據所述電流 反饋電路的電流信號控制所述PWM發生器輸出的PWM波的佔空比。
[0038] 圖1所示直流高壓電源的工作原理為：輸入市網220V交流電壓，經過降噪濾波掉 高頻雜波及噪聲，再經過整流濾波得到300V左右的直流電壓，電源的逆變電路把直流電轉 換成高頻交流電壓，在升壓部分採用了兩級升壓，先經過高頻變壓器進行升壓，再將升壓後 的電壓送入四倍壓電路中，最後輸出高壓直流電壓。控制電路輸出PWM波信號，經過控制電 路送入到逆變器中，電路中還設計了保護電路：電流、電壓等。
[0039] 參見圖2,所示為EMI濾波器的原理圖，採用兩級EMI濾波，前一級由差模電容C1 和共模電感L1組成，後一級由差模電容C2、共模電容C3和C4以及共模電感L2組成的。差 模電容C1和C2選用的是薄膜電容，取值範圍為0. 01?0. luF。電容C3、C4用陶瓷電容， 用來抑制共模幹擾，取值範圍為2200pF?0. luF。兩級EMI濾波，對濾除電網中的雜波、同 相干擾電流及消弱電磁輻射等有很好的效果。
[0040] 參見圖3,所示為逆變電路的原理圖，採用半橋變換器。輸入的市網電壓無論大小 (120V或220V)，圖3所示的電路通過全橋整流後的直流電壓都為320V左右。S1的閉合與 斷開與輸入電壓有關係，S1閉合，表明輸入電壓是220V，相反，則輸入電壓為120V。實際上 S1不是真正的開關，而是一個節點，這個節點會根據不同輸入而改變S1的狀態：開與關。
[0041] 當S1處於斷開狀態，濾波電路為全橋整流，兩個濾波電容（C1、C2)串聯在一起，此 時輸入的電壓大小為220V。當S1處於閉合狀態時，電路的功能和電阻電容串聯起來的二倍 壓電路的功能相似，此時AB之間的電壓為120V。
[0042] 本設計時輸入220V交流電壓，當Q1和Q2尚未開始工作時，電容C1和C2被充電， 它們的輸出電壓均等於電源電壓的一半，設輸入電壓為Ui，則L = Ue2 =叫。當半橋變 換器工作時，Q1和Q2是交替導通，功率管是否交替導通是通過柵極驅動脈衝電壓控制來控 制，並且驅動脈衝都有死區，每個開關管的導通時間小於0.5個周期，理想情況下電感電流 連續模式的波形圖如圖4所示。
[0043] tQnl階段，開關管Q1導通，Q2截止。電流迴路為仏(+) - Q1 - Np - C2 -仏㈠；
[0044] Cl (+) - Q1 - Np - Cl (-)。這時Cl放電，C2充電；Ucl逐漸下降，Uc2逐漸上升， 保持Ud+Ud = Ui。Cl兩端電壓Ud經Q1加到高頻電壓器T的一次繞組Np上，而忽略Q1壓 降，變壓器一次電壓為：up = Uel ~仏2。
[0045] 其極性是上端正下端負。Q2的D、S極間電壓uDS2 = Up
[0046] tQn2階段，Q2導通，Q1截止。電流迴路為一Cl - Np - Q2 - Uj-); C2(+) - Np - Q1 - C2(-)。此時C2放電，Cl充電；Ue2逐漸下降，1逐漸上升，保持Ud+U^ =Uit) C2兩端電壓Ue2經Q2加到高頻電壓器T的一次繞組Np上，而忽略Q2壓降，變壓器 一次電壓為：u p = -Uel ~ -U;
[0047] 其極性是上端負下端正。Q1的D、S極間電壓uDS1 = Ui。
[0048] 由於Cl或C2在放電過程中端電壓逐漸下降，因此up波形的頂部略稱傾斜狀。當 電路對稱時，U el和Ue2的平均值為Ui2。當Q1和Q2都截止時，只要變壓器一次磁化電流最 大值小於負載電流分量，則u p = 0, uDS1 = uDS2 = U;
[0049] tml = = tm，在變壓器一次繞組上形成正、負半周對稱的方波脈衝電壓。二次 繞組Nsl = Ns2 = Ns，每個二次繞組的電壓為：
【權利要求】
1. 一種植絨機的直流高壓電源，其特徵在於：包括EMI濾波器、整流濾波電路、逆變電 路、高頻變壓器、倍壓整流電路、輔助電源、電流反饋電路、PWM發生器以及控制電路，其中， 所述EMI濾波器與市網電壓相連接，用於濾除高頻雜波及噪聲； 所述整流濾波電路與所述EMI濾波器相連接，用於將交流電壓整流濾波為直流電壓； 所述逆變電路與整流濾波電路相連接，根據PWM發生器輸出的PWM波，將所述整流濾波 電路輸出的直流電壓轉換成高頻交流電壓； 所述高頻變壓器與所述逆變電路相連接，用於將所述高頻交流電壓進行升壓並發送給 所述倍壓整流電路； 所述倍壓整流電路與所述高頻變壓器相連接，用於輸出高壓直流電壓； 所述輔助電源與所述EMI濾波器相連接，用於直流高壓電源內部供電； 所述電流反饋電路與所述倍壓整流電路相連接，用於反饋所述倍壓整流電路的電流信 號並發送給所述控制電路； 所述控制電路與所述電流反饋電路和所述PWM發生器相連接，用於根據所述電流反饋 電路的電流信號控制所述PWM發生器輸出的PWM波的佔空比。
2. 根據權利要求1所述的植絨機的直流高壓電源，其特徵在於：所述EMI濾波器採用 兩級結構。
3. 根據權利要求1所述的植絨機的直流高壓電源，其特徵在於：所述逆變電路為半橋 變換器。
4. 根據權利要求1所述的植絨機的直流高壓電源，其特徵在於：所述倍壓整流電路為 四倍壓整流電路。
5. 根據權利要求1所述的植絨機的直流高壓電源，其特徵在於：所述PWM發生器採用 美國矽通用公司生產的SG3525晶片。
6. 根據權利要求1所述的植絨機的直流高壓電源，其特徵在於：所述控制電路採用 IR2110 晶片。
【文檔編號】H02M3/335GK104377962SQ201410609770
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月3日 優先權日:2014年11月3日
【發明者】高敏 申請人:嘉興市福舟植絨有限公司