一種氫氟酸電解用開關電源的製作方法

2023-06-18 12:59:36 3

專利名稱：一種氫氟酸電解用開關電源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電解電源裝置，屬於氫氟酸電解電源領域。
背景技術：
氫氟酸電解電源為低壓大電流供電裝置，一般為晶閘管整流裝置。晶閘管整流方式的電解電源為工頻相控方式，存在效率低、功率因數低、輸出電壓紋波大、穩定性較差等不足。
發明內容本實用新型為了克服晶閘管電解電源的不足，將FB-ZVS-PWM移相全橋高頻軟開關DC/DC變換器弓I入電源主電路拓撲結構中，採用IGBT作為主功率器件，用PWM控制方式實現對IGBT的通斷控制，從而提供一種輸出15V/10000A的高頻氫氟酸電解電源裝置。本實用新型為解決其技術問題所採取的技術方案是一種高頻軟開關大功率電源，其主要特徵包括三相不控整流及濾波電路、高頻逆變電路、超微晶高頻變壓器、次級全波整流電路。為實現大電流輸出並克服單個變壓器功率受限的問題，本實用新型採用四個功率單元並聯，每個功率單元採用兩個變壓器原邊串聯副邊並聯的形式進行功率輸出。多單元工作方式可以保證即使在某一個功率單元發生故障時，剩餘的三個功率單元仍能保持正常運行，有效地提高系統的冗餘度，提高系統運行的可靠性。本實用新型技術與現有技術相比的其有益效果表現如下本實用新型高頻軟開關電解電源可以很好的克服晶閘管整流效率低、輸出電壓文波大的缺點。系統採用多功率單元並聯輸出結構，即為模塊化的N+1並聯冗餘結構設計，有效地提高電源整機的輸出能力，提高電源功率密度，降低電源成本，提高了系統運行的可靠性。

圖1為本實用新型主電路結構方案圖2所示為FB-ZVS-PWM移相全橋軟開關變換器的主電路結構。
具體實施方式
為了充分理解本實用新型的內容，下面結合具體實施實例對本實用新型的技術方案進一步介紹和說明，但不局限於此。圖1所示為本實用新型主電路原理圖三相380V進電經三相濾波器(1)和三相接觸器(2 )後，分別引入四個具有相同內部結構和功能的功率單元中，每個功率單元有單獨的空氣開關進行主電分合閘控制，並可以實現獨立的功率輸出。以功率單元1為例，其內部為全橋結構的高頻軟開關電源(4)輸出脈動的直流電。本實用新型採用四個功率模塊並聯的方式，使每個功率單元承擔的容量降低，所有的功率單元共用一套控制系統，實現最終的低壓大電流輸出。在圖2所示的移相全橋軟開關電路原理圖中，Gl1 Gl4為主開關管，D1 D4為其內部反並的二極體，C1 C4為主開關管的輸出等效電容^pDpC1並聯；Q3、D3、C3並聯戲、 D2、C2並聯；A、D4、C4並聯；變壓器原邊串聯諧振電感k和隔直電容cb，變壓器副邊分別接整流二極體DIi1和；濾波電感L。f與整流二極體陰極串聯，變壓器中間引出端與濾波電容 Cof負載&連接；濾波電容c。f和負載載&並聯。變換器採用移相控制方式，每個橋臂的兩個開關管180°互補導通，Q1和( 管的驅動脈衝信號分別超前A和A —個相位，因此將A和A作為超前橋臂，A和A為滯後橋臂。 同時為了防止同一橋臂的貫穿導通，設有死區時間；變換器的兩個橋臂驅動脈衝相差一個相位、即移相角，通過對功率器件的參數計算和調節該移相角的大小即可實現對輸出電壓的調節。圖2所示為FB-ZVS-PWM移相全橋軟開關變換器的主電路結構，利用IGBT的節電容和輸出變壓器的漏電感作為諧振元件，使FB-ZVS-PWM變換器四個開關管依次在零電壓下導通；主電路中變壓器的原邊串聯一個隔直電容G，其作用是當A關斷、D3導通時，變壓器原邊漏感上的電流通過D3A4流通，隔直電容G上的電壓迫使變壓器原邊電流下降到零， 實現了滯後橋臂開關管的零電流關斷。
以上所述僅以實施實例來進一步說明本實用新型的技術內容，以便於讀者更容易理解，但不代表本實用新型的實施方式僅限於此，任何依本實用新型所做的技術延伸或者再創造，均受本實用新型的保護。本實用新型的保護範圍以權利要求書為準。
權利要求1.一種氫氟酸電解電源，其特徵在於電源採用N+1冗餘結構的多個開關電源功率模塊並聯形式，每個功率模塊有相同的內部結構，功率模塊內部採用IGBT作為主功率器件，通過數字方式產生的PWM驅動脈衝實現對開關器件的通斷控制，實現了低壓大電流的工作輸出。
2.根據權利要求1所述的一種特種氣體電解電源，其特徵是A A為主開關管，D1 D4為其內部反並的二極體，C1 C4為主開關管的輸出等效電容^pDpC1並聯；Q3、D3、C3並聯；G!2、D2、C2並聯；A、D4、C4並聯；變壓器原邊串聯諧振電感k和隔直電容Cb，變壓器副邊分別接整流二極體DIi1和；濾波電感L。f與整流二極體陰極串聯，變壓器中間引出端與濾波電容C。f負載&連接；濾波電容C。f和負載載&並聯。
3.根據權利要求1所述的一種特種氣體電解電源，其特徵在於每個功率模塊的高頻變壓器單獨進行功率輸出或採用串並聯的形式進行功率輸出。
專利摘要本實用新型屬於電力電子行業中特種氣體電解高頻開關電源領域，特別涉及到一種多模塊並聯輸出的低壓大電流開關電源，內部為多個具有相同功能的功率模塊並聯輸出，每個模塊主電路拓撲採用FB-ZVS-PWM移相全橋軟開關DC/DC變換器，以IGBT作為主功率器件，採用PWM控制方式實現對IGBT的通斷控制。該實用新型高頻電解電源具有效率高、可靠性好等優點。
文檔編號H02M3/315GK202197217SQ20112016016
公開日2012年4月18日 申請日期2011年5月19日 優先權日2011年5月19日
發明者孫飛, 李中橋, 李建忠, 李志君, 段宣祥, 王培 , 王楓, 王藝新, 董寧, 賀明智 申請人:中核四○四有限公司, 北京京儀椿樹整流器有限責任公司