單晶爐智能高頻電源的製作方法
2023-09-19 02:42:45 2
專利名稱：單晶爐智能高頻電源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直流電源，特別是一種採用高頻逆變開關技術的單晶爐智能高頻電源。
背景技術：
直流電源廣泛用作工業電鍍、陽極氧化、電鑄電解拋光、電解汙水處理、化工電解和防腐陽極處理、有色及稀土電解冶煉、工業加熱機自動控溫等熱處理行業，以及用作充電、焊接等類似電阻性負載的場合。直流電源的能耗、恆流精度以及可靠性是衡量直流電源的重要的指標。現有的普通可控矽電源功率因數和電源效率較低，諧波含量較大，節能效果差。而目前現有的高頻開關電源雖然較普通的可控矽電源功率因數、電源效率略高，但其諧波含量、節能效果一般，且噪音較大，成本較高。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種單晶爐智能高頻電源，其使用時無噪音，功率因數、效率高、諧波小、節能效果好。為了實現上述的技術目的，本實用新型的技術方案是一種單晶爐智能高頻電源，其包括軟啟動全橋整流器、LC濾波器、IGBT全橋逆變電路、隔離變壓器和二極體，工頻交流電壓經軟啟動全橋整流器、LC濾波器得到平滑直流電，由IGBT全橋逆變電路逆變為交流電，經隔離變壓器變壓匹配，再經二極體整流為直流電後接負載。所述單晶爐智能高頻電源包括控制電路,所述控制電路包括控制軟啟動全橋整流器的控制電路和控制IGBT全橋逆變電路的控制電路。所述單晶爐智能高頻電源包括取樣電路,所述取樣電路包括三相電網A相、B相、C相缺相檢測電路、經軟啟動全橋整流器整流後直流電壓、電流取樣電路、逆變橋電流採樣電路、輸出直流電壓取樣電路、輸出直流電流取樣電路、散熱器溫度檢測電路、負載短路檢測電路和水壓欠壓與過壓檢測電路。所述單晶爐智能高頻電源包括保護功能電路，所述保護功能電路包括缺相保護電路、直流過流保護電路、逆變橋過流保護電路、過溫保護電路和負載短路保護電路。所述主電路中的二極體為肖特基二極體。採用肖特基二極體整流，其導通壓降僅為普通二極體的1/2或1/3，並且其電流的關斷恢復時間遠遠小於普通二極體，這也提高了電源的效率，利於逆變軟開關的實現，改善逆變橋的工作狀態，提高可靠性。所述主電路中二極體整流的直流電經電感濾波後接負載。直流輸出端採用電感濾波，改善輸出波形，降低電磁幹擾。本實用新型的單晶爐智能高頻電源使用時無噪音，功率因數、效率高，諧波含量小。開關電源的逆變工作頻率15KHz，其優點在於a、開關頻率大於人的聽覺範圍，無噪音。b、在此頻段充分發揮IGBT功率管得特性，降低變壓器成本。C、變壓器採用非晶材料體積小、重量輕、損耗級低，電源的有效轉換效率高達94% 96%，遠遠超過其他廠家87%的轉換效率，為用戶節約9%的電能。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。圖I為本實用新型的結構框圖。圖2為本實用新型主電路框圖。
具體實施方式
如
圖1、2所示，單晶爐智能高頻電源由主電路、控制電路、取樣及保護電路組成。 主電路，如圖2所示，包括軟啟動全橋整流器、LC濾波器、IGBT全橋逆變電路、隔離變壓器和二極體。工頻交流電壓通過配電斷路器、熔斷器，經軟啟動全橋整流器、LC濾波器得到平滑直流電，由IGBT全橋逆變電路逆變為15KHz交流電，經隔離變壓器變壓匹配，再經二極體整流為30KHz的直流電，經電感濾波後接負載。開關電源的逆變工作頻率15KHz，其優點在於a、開關頻率大於人的聽覺範圍，無噪音。b、在此頻段充分發揮IGBT功率管得特性，降低變壓器成本。C、變壓器採用非晶材料體積小、重量輕、損耗級低，電源的有效轉換效率高達94% 96%，遠遠超過其他廠家87%的轉換效率，為用戶節約9%的電能。電源的控制採用逆變橋逐波限流(每開關周期進行峰值電流檢測)，恆流限壓控制方案，可有效地實現負載的短路保護，以及提高電源的恆流精度和可靠性。所述主電路中的二極體整流採用肖特基二極體整流，其導通壓降僅為普通二極體的1/2或1/3，並且其電流的關斷恢復時間遠遠小於普通二極體，這提高了電源的效率，利於逆變軟開關的實現，改善逆變橋的工作狀態，提高可靠性。直流輸出端採用電感濾波，改善輸出波形，降低電磁幹擾。所述控制電路包括控制軟啟動全橋整流器的控制電路和控制IGBT全橋逆變電路的控制電路。所述取樣電路包括三相電網A相、B相、C相缺相檢測電路、經軟啟動全橋整流器整流後直流電壓、電流取樣電路、逆變橋電流採樣電路、輸出直流電壓取樣電路、輸出直流電流取樣電路、散熱器溫度檢測電路、負載短路檢測電路和水壓欠壓與過壓檢測電路。所述保護功能電路包括缺相保護電路、直流過流保護電路、逆變橋過流保護電路、過溫保護電路和負載短路保護電路。本實用新型的技術參數輸入額定電壓三相四線AC380V/AC220V (±10% )；額定頻率50Hz ；額定電流約260A;額定容量約175KVA ;[0032]輸出輸出容量165KW;額定電流DC3000A ;額定電壓DC55V;其它參數絕緣阻抗>5MQ;絕緣耐壓 主迴路I次-2次間2500V/M ；主迴路I次-大地間2500V/M ；主迴路2次-大地間1500V/M ；冷卻水採用純水；水壓0. 2 0. 4MPa ；功率反饋功能，恆定負載功率；具有過電流保護功能，能快速靈敏地在超限電流時封鎖觸發脈衝；具有缺相保護功能，輸入電流缺相時，控制器保護；具有IGBT過熱和冷卻系統故障保護報警功能；提供真空泵(主泵、輔泵)控制；設備有通風良好的防塵罩；加熱器通電用的輸出接線柱必須設置保護罩；標準負載50KW以上功率因數> 0. 98，轉換效率> 95% ；櫃體內部已包含諧波治理裝置。工作環境海拔高度小於1000米溫度-10°C +40 °C溼度15% 85%場所無導電塵埃和破壞絕緣介質的氣體或蒸汽交流電壓持續波動範圍不超過±10%，自動穩壓限流或穩流限壓工作。本實用新型具有體積小、重量輕、無噪音、功率因數高、效率高、諧波小、節能等特點。其與相關產品的性能比較如下表所示
權利要求1.ー種單晶爐智能高頻電源，其特徵在於包括軟啟動全橋整流器、LC濾波器、IGBT全橋逆變電路、隔離變壓器和ニ極管，エ頻交流電壓經軟啟動全橋整流器、LC濾波器得到平滑直流電，由IGBT全橋逆變電路逆變為交流電，經隔離變壓器變壓匹配，再經ニ極管整流為直流電後接負載。
2.根據權利要求I所述的單晶爐智能高頻電源，其特徵在於所述ニ極管為肖特基ニ極管。
3.根據權利要求I所述的單晶爐智能高頻電源，其特徵在於所述經ニ極管整流的直流電經電感濾波後接負載。
4.根據權利要求I所述的單晶爐智能高頻電源，其特徵在於所述單晶爐智能高頻電源包括控制電路，所述控制電路包括控制軟啟動全橋整流器的控制電路和控制IGBT全橋逆變電路的控制電路。
5.根據權利要求I所述的單晶爐智能高頻電源，其特徵在於所述單晶爐智能高頻電源包括取樣電路，所述取樣電路包括三相電網A相、B相、C相缺相檢測電路、經軟啟動全橋整流器整流後直流電壓、電流取樣電路、逆變橋電流採樣電路、輸出直流電壓取樣電路、輸出直流電流取樣電路、散熱器溫度檢測電路、負載短路檢測電路和水壓欠壓與過壓檢測電路。
6.根據權利要求I所述的單晶爐智能高頻電源，其特徵在於所述單晶爐智能高頻電源包括保護功能電路，所述保護功能電路包括缺相保護電路、直流過流保護電路、逆變橋過流保護電路、過溫保護電路和負載短路保護電路。
專利摘要本實用新型公開了一種單晶爐智能高頻電源，其包括軟啟動全橋整流器、LC濾波器、IGBT全橋逆變電路、隔離變壓器和二極體，工頻交流電壓經軟啟動全橋整流器、LC濾波器得到平滑直流電，由IGBT全橋逆變電路逆變為交流電，經隔離變壓器變壓匹配，再經二極體整流為直流電後接負載，本實用新型的單晶爐智能高頻電源使用時無噪音，功率因數、效率高，諧波含量小。
文檔編號H02M7/217GK202565185SQ20122018914
公開日2012年11月28日 申請日期2012年4月27日 優先權日2012年4月27日
發明者張高峰, 塗臘寶 申請人:江蘇谷峰電力科技有限公司