多功能大功率的高壓靜電電源裝置的製作方法
2023-07-09 16:54:21 2
專利名稱：多功能大功率的高壓靜電電源裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種交流輸入和直流輸出的變換裝置，具體地系一種電晶體式高壓靜電電源裝置，屬電子技術領域。
通常的電晶體式高壓靜電電源裝置多是採用將工頻交流220伏的外接電源，經降壓整流器成為低壓直流電源，再經電晶體振蕩電路、倍壓整流電路得到直流高壓電，再連接電場的放電極和集電極。由於該種裝置變換效率較低，輸出功率低，且輸出電壓不穩定，尤其在高壓迴路中出現高壓過流或短路時不能有效地保護，而影響裝置的正常運行。
本實用新型的目的是提供一種改進的電源裝置，克服現有裝置的不足使輸出電壓處於穩定的高效狀態，以實現較佳的變換效果，且在電路中出現高壓過流或短路時能自動保護，確保裝置安全高效地工作。
本實用新型是這樣實現的將三相工頻交流220伏的外接電源，先通過三相整流電路由自動升壓穩壓控制電路控制輸出自低壓至設定電壓的直流電源，經改進型逆變電路振蕩升壓和倍壓整流電路倍壓整流後得到穩定的直流高壓電，再連接電場的放電電極和集電極。該裝置並設計有低壓過流，過壓保護電路，還在高壓迴路中設計有火花抑制器和高壓保護電路。由於本實用新型直接採用可控矽整流和自動升壓穩壓控制電路，在改進型逆變電路中採用了獨特的激振電路，其自動化程度高、變換效率高、功率大。並設計了低壓過流、過壓和高壓保護電路及火花抑制器，確保裝置安全高效地工作。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。
圖1是本實用新型提出的電源裝置的方框圖。
圖2是本實用新型的原理電路圖。
圖3是圖2中的自動升壓穩壓控制電路ZSWK部分的原理電路圖。
圖4是圖2中低壓過流保護電路DGB部分的原理電路圖。
圖5是圖2中高壓保護電路GB部分的原理電路圖。
圖6是圖2中激振電路JZ部分的原理電路圖。
圖2中SKQ為多路時間控制器。圖2中a、b、c、d、e、f、g、h連接本圖中a』、b』、c』、d』、e』、f』、g』、h』，圖2中A、B、C、D、gA、gB、gc、go、a』、b』、E分別連接圖3中A』、B』、C』、D』、g』A、gB』、gC』、go』、a』、b』、E，圖2中e』、f』、k、p、N分別連接圖4中e』、f』、k』、p』、N』，圖2中E』、H』，分別連接圖5中E』、H』，圖2中F、g』、h』、J分別連接圖6中f』、g』、h』、J』，圖3中的G連接圖5中G』。
如圖1、圖2所示本實用新型由外接電源1、連鎖控制電路2、三相整流電路3、自動升壓穩壓電路4、多路時間控制器5、缺相保護電路6、低壓過流保護電路7、改進型逆變電路8、倍壓整流電路9、火花抑制器10、電場11、過壓保護電路12和高壓保護電路13所組成。外接電源1分別連接鎖控制電路2、多路時間控制電路5和缺相保護電路6，連鎖控制電路2連接三相整流電路3，三相整流電路3連接改進型逆變電路8，改進型逆變電路8連接倍壓整流電路9，倍壓整流電路連接火花抑制器10，火花抑制器器10連接電場11，電場11和倍壓整流電路9還連接高壓保護電路13，高壓保護電路13又分別連接連鎖控制電路2和自動升壓穩壓電路4，多路時間控制器5連接連鎖控制電路2，缺相保護電路6連接連鎖控制電路2，過壓保護電路12連接改進型逆變電路8，改進型逆變電路8還連接低壓過流保護電路7，過流保護電路7連接連鎖控制電路2。
自動升壓穩壓控制電路4(見圖3)由電位器W5、電阻R31～37、電容C28～31、二極體D14～22、可控矽KR4、光電耦合器IC7、穩壓器IC8和運算放大器IC9所組成。耦合器IC7的1腳串聯電阻R31後連接三相整流電路3中可控矽KP1～3的陰極、2腳分別接電源和電阻R32、3腳分別接電阻R33和電阻R35、4腳接地；可控矽KR4的陽極和二極體D14的負極、電容C28的正極、電位器W5的1腳並聯接電阻R32，可控矽KP4的陰極接二極體D15的負極，二極體D15的正極和電容C28的負極、二極體D14的正極、電位器W5的2腳並聯接電阻R33；運算放大器IC9的1腳串聯電阻R34接電位器W5的3腳、2腳分別接電阻R35和串聯電阻R36接其3腳、3腳分別接集成電路IC1～3的6腳和二極體D18的負極，二極體D18的正極懸浮接地。從三相整流電路3中可控矽KP1～3反饋的低電壓信號，由電阻R31降壓、耦合器IC7耦合輸至運算放大器IC9的反相輸入端，電源經電阻R32給二極體D14提供穩定電壓、同時給電容C28充電、實現軟起動；經電位器W5分壓後再經電阻R34輸入到運算放大器IC9的正向輸入端給定信號，運算入大器IC9將給定信號與反饋信號進行差動放大後輸出控制集成可控矽觸發電路IC1～3，實現調壓和自動升壓、穩壓。
改進型逆變電路4(見圖2、圖6)包括電感B6、電阻R4～7、電位器W1、二極體D2～8、複合管BG1～2、電容C2～4、變壓器T1和由電阻R49～53、可控矽KP5、二極體D41、三極體BG7、光電耦合器IC15組成的激振電路。電感B6的①、③腳並聯接三相整流電路3的可控矽KP1～3、②腳接變壓器T1的②腳、④腳接二極體D8負極和電阻R6，二極體D8的正極與電阻R6並聯接地，複合管BG1的集電極接變壓器T1的①腳、基極接二極體D2的負極、發射極接複合管BG2的發射極後串聯電阻R4接地，複合管BG2的集電極接變壓器T1的③腳、基極接二極體D3的負極，二極體D3、D4的正極分別接變壓器T1的④、⑥腳，變壓器T1的⑦、⑧兩輸出腳接倍壓整流電路9、⑤腳接二極體D41的負極，二極體D41的正極接三極體BG7的發射極，三極體BG7的集電極串聯電阻R53接電源、基極接光電耦合器IC15的3腳，耦合器IC15的2腳接三極體BG7的集電極、4腳接可控矽KP5的陰極和電阻R51接地、1腳串聯電阻R52接可控矽KP5的陽極，電阻R50、R51並聯接可控矽KP5的G極。在裝置剛啟動時，直流電源電壓較低，可控矽KP5不能尋通，電源經耦合器IC15耦合和三極體BG7放大後加至變壓器T1的⑤腳，逆變電路開始振蕩。由電感B6、二極體D8和壓敏電阻R6組成的過流抑制電路抑制複合管開關時的大電流，直流電壓升高後使可控矽KP5導通，耦合器IC15截止，使複合管上的高尖脈衝消失。
低壓過流保護電路7(見圖4)由電阻W5、R38～44、二極體D34～37、電容C35、三極體BG6、繼電器J0和光電耦合器IC12、集成電路IC13所組成。耦合器IC12的①腳串聯電阻W5啟接複合管BG1～2的發射極、②腳接電源、③腳串聯電阻R38、R43接集成電路IC13的2腳、④腳接地。繼電器J0的觸點接連鎖控制電路2。集成電路IC13的1腳串聯電阻R42、R40後接電源、3腳正向串聯二極體D36後接三極體BG6的基極。三極體BG6的基極還接二極體D1、發射極接地、集電極接繼電器J0。當本裝置一旦造成改進型逆變電路8的複合管BG1～2過流時，電阻R4壓降增大，經光電耦合器IC12耦合，再經集成電路IC13、三極體BG6比較、放大，推動繼電器J0動作，切斷主電路，從而有效地保護本裝置。
高壓保護電路13(見圖5)由電阻R45～48、電容C36～37、雙向二極體D37、二極體D38～40、繼電器J1和光電耦合器IC14所組成。二極體D38的負極接倍壓整流電路9，光電耦合器IC14的1腳接二極體D38的正極、2腳接自動升壓穩壓控制電路4中耦合器IC7的2腳、3腳並聯二極體D39負極後串聯電阻R48接地、4腳串聯電阻R47後接繼電器J1，二極體D39正極接二極體D40的正極，二極體D40負極接自動升壓穩壓控制電路4中可控矽KP4的G極。當本裝的高壓電出現了短時間過流時，電阻R46壓降增大，經光電耦合器IC4耦合由其3腳輸出信號觸發可控矽KP4導通，將電壓降低；若高壓連續過流或短路時，電容C36充至動作電壓，使繼電器J1動作。保護本裝置。
本實用新型經數次試驗表明，可將輸入的三相工頻220伏交流電變換成120千伏左右的直流高壓電，轉換效率達90％以上，其結構新穎、操作簡便，輸出阻抗高、特性軟，且能自動保護、運行安全可靠，可廣泛應用於高壓靜電除塵、靜電噴塗、靜電保鮮等行業，系一種多功能大功率的高壓靜電電源裝置。
權利要求1.一種多功能大功率的高壓靜電電源裝置，它包括外接電源(1)、連鎖控制電路(2)、三相整流電路(3)、多路時間控制器(5)、缺相保護電路(6)、倍壓整流電路(9)、火花抑制器(10)，過壓保護電路(12)和電場(11)，其特徵是該電源裝置還包括自動升壓穩壓控制電路(4)和改進型逆變電路(8)，自動升壓穩壓控制電路(4)連接三相整流電路(3)，三相整流電路(3)連接改進型逆變電路(8)，改進型逆變電路(8)連接倍壓整流電路(9)。
2.根據權利要求1所述的電源裝置，其特徵是a、自動升壓穩壓控制電路(4)由電位器(W5)、電阻(R31－37)、電容(C28－31)、二極體(D14－22)、可控矽(KR4)、光電耦合器(IC7)、穩壓器(IC8)和運算放大器(IC9)所組成，耦合器(IC7)的1腳串聯電阻(R31)後連接三相整流電路(3)的可控矽(KP1－3)的陰極。b、改進型逆變電路(8)包括電感(B6)、電阻(R4－7)、電位器(W1)、二極體(D2－8)，電容(C2－4)，複合管(BG1－2)，變壓器(T1)和由電阻(R49－53)、可控矽(KP5)、二極體(D41)、三極體(BG7)、光電耦合器(IC15)組成的激振電路，電感(B6)的①、③腳並聯接三相整流電路(3)的可控矽(KP1－3)，變壓器(T1)的⑦、⑧兩輸出腳接倍壓整流電路(9)。
3.根據權利要求1所述的電源裝置，其特徵是該裝置還包括高壓保護電路(13)，倍壓整流路(9)連接高壓保護電路(13)，高壓保護電路(13)又分別連接鎖控制電路(2)和自動升壓穩壓電路(4)，高壓保護電路(13)由電阻(R45－48)、電容(C36－37)、雙向二極體(D37)、二極體(D38－40)、繼電器(J1)和光電耦合器(IC14)所組成，二極體(D40)的負極接改進型逆變電路(8)中可控矽(KR4)的G極，二極體的(D38)的負極接倍壓整流電路(9)，耦合器(IC14)的②腳接自動升壓穩壓控制電路(4)中耦合器(IC7)的②腳。
4.根據權利要求2所述的電源裝置，其特徵是改進型逆變電路(8)還連接低壓過流保護電路(7)，低壓過流保護電路(7)連接連鎖控制電路(2)，低壓過流保護電路(7)由電阻(W5、R38－44)、二極體(D34－37)、電容(C35)、三極體(BG6)、繼電器(J0)、光電耦合器(IC12)和集成電路(IC13)所組成，光電耦合器(IC12)的①腳串聯電阻(W5)後連接改進型逆變路(8)中複合管(BG1－2)的發射極，耦合器(IC12)的②腳接電源，三極體(BG6)基極連接二極體(D1)。
專利摘要本實用新型提供了一種多功能大功率的高壓靜電電源裝置。該電源裝置由外接電源、連鎖控制電路、三相整流電路、自動升壓穩壓電路、多路時間控制器、缺相保護電路、低壓過流保護電路、改進型逆變電路、倍壓整流電路、火花抑制器、電場和高壓保護電路所組成，可將三相工頻220伏的交流電變換成120千伏左右的高壓直流電。其結構新穎，操作簡便，輸出阻抗高、特性軟，且能自動保護，可廣泛用於高壓靜電除塵、靜電噴塗、靜電保鮮等行業。
文檔編號G05F1/46GK2153087SQ9224550
公開日1994年1月12日 申請日期1992年12月28日 優先權日1992年12月28日
發明者張培增, 韓志嶺 申請人:河北省滄縣科學研究所