一種高壓電源的功率輸出電路的製作方法

2023-12-08 16:34:36 1

一種高壓電源的功率輸出電路的製作方法
【專利摘要】一種高壓電源的功率輸出電路，涉及到電子電路，由第一功率開關管、第二功率開關管、第三功率開關管、第四功率開關管和多個高壓變壓器單元組成，其中，高壓變壓器單元由初級線圈和次級高壓線圈構成，初級線圈設置在內層，次級高壓線圈設置在外層；多個高壓變壓器單元的初級線圈進行順向串聯構成初級低壓迴路，多個高壓變壓器單元的次級高壓線圈進行順向疊加輸出；第一功率開關管的源極連接到第二功率開關管的漏極後再連接到多個高壓變壓器單元的初級低壓迴路的頭端，第三功率開關管的源極連接到第四功率開關管的漏極後再連接到多個高壓變壓器單元的初級低壓迴路的尾端。本實用新型使各個次級高壓線圈上產生的高壓電進行疊加輸出，以滿足等離子體裝置的長距離引弧的要求。
【專利說明】
一種高壓電源的功率輸出電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及電子電路，特別涉及到一種功率輸出電路。
【背景技術】
[0002]當前，等離子技術已得到廣泛的應用，用等離子體處置工業有害物質、醫療垃圾、生活垃圾的方式與一般的焚燒方式大不一樣，等離子體是在電離層或放電現象下所形成的一種狀態，放電作用使得工作氣分子失去外層電子而形成離子狀態，經相互碰撞而產生高溫，被處理的工業有害物質、醫療垃圾、垃圾廢物受到高溫高壓的等離子體衝擊時，其分子、原子將會重新組合而生成新的物質，從而使有害物質變為無害物質。在處置工業有害物質、醫療垃圾、生活垃圾等離子體設備中需要高壓引弧電源。
[0003]用等離子體噴槍加熱分解水蒸氣做氣化劑來氣化煤或垃圾將成為今後的首選，在常壓條件下，溫度在2000K時水分子幾乎不分解，2500K時有25%的水發生分解，3400?3500K時氫氣和氧氣的摩爾分數達到最大，分別為18%和6%，當溫度達到4200K時，水分子將全部分解為氫氣、氫、氧氣、氧和氫氧原子團，一般的加熱方式難以達到這麼高的溫度，而使用等離子體噴槍則很容易做到，這類等離子體噴槍需要高壓電源進行引弧。
[0004]為了增加等離子體電弧的能量及延長等離子體電弧的作用時間，需使陰極與陽極之間的距離足夠長，要求引弧電源提供足夠高的引弧電壓。但現有的高壓電源中的使用單個高壓變壓器，由於需考慮次級反射因素或受到磁芯窗口的限制，單個高壓變壓器的變壓比受到限制，使輸出電壓不夠高，存在不能滿足長距離引弧要求的缺點。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是要克服現有高壓電源不能滿足長距離引弧要求的缺點，提供一種高壓電源的功率輸出電路，輸出足夠高的引弧電壓，以滿足等離子體裝置長距離引弧的要求，在處置工業有害物質、醫療垃圾、生活垃圾時的能量更高和效率更高。
[0006]本實用新型的一種高壓電源的功率輸出電路，包括高壓變壓器單元，同一高壓變壓器單元的初級線圈與次級高壓線圈進行嵌套設置，其特徵是功率輸出電路由第一功率開關管(VT1)、第二功率開關管(VT2)、第三功率開關管(VT3)、第四功率開關管(VT4)和多個高壓變壓器單元組成，其中，高壓變壓器單元由初級線圈和次級高壓線圈構成，初級線圈設置在內層，次級高壓線圈設置在外層;多個高壓變壓器單元的初級線圈進行順向串聯構成初級低壓迴路，多個高壓變壓器單元的次級高壓線圈進行順向疊加輸出；輸入電源(V+)連接到第一功率開關管(VTl)的漏極和第三功率開關管(VT3)的漏極，第一功率開關管(VTl)的源極連接到第二功率開關管(VT2)的漏極後再連接到多個高壓變壓器單元的初級低壓迴路的頭端，第三功率開關管(VT3)的源極連接到第四功率開關管(VT4)的漏極後再連接到多個高壓變壓器單元的初級低壓迴路的尾端，第二功率開關管(VT2)的源極和第四功率開關管(VT4)的源極連接到地線。本實用新型中，高壓變壓器單元為二個以上;在相鄰二個高壓變壓器單元的初級線圈的連接線上、初級低壓迴路的頭端和初級低壓迴路的尾端各有去磁電容器連接到地線。
[0007]本實用新型在高壓電源裝置中應用，採用開關電源技術，當工作頻率大於400千周時，各高壓變壓器為空心變壓器，均不需使用磁芯；當工作頻率為1-400千周時，在各高壓變壓器中需使用鐵氧體磁芯，各高壓變壓器中的初級線圈和次級高壓線圈分別安裝在各自的鐵氧體磁芯上。
[0008]本實用新型使高壓電分別在多個變壓器次級高壓線圈上產生，進行高壓電疊加輸出，大大提高了輸出電壓，以滿足等離子體裝置的長距離引弧的要求；同時，減小了次級高壓線圈的反射應力，避免開關器件損壞。
[0009]本實用新型的工作原理是:第一功率開關管(VTl)、第四功率開關管(VT4)和第三功率開關管(VT3)、第二功率開關管(VT2)交替導通或截止，使各高壓變壓器中的初級線圈產生交變工作電流，使各高壓變壓器的次級高壓線圈有功率輸出，多個高壓變壓器次級高壓線圈的功率輸出產生高電壓進行疊加輸出，提供給等離子體裝置進行長距離引弧操作。本實用新型中，次級高壓線圈輸出的電壓由VinXN2/NlXT00/TXn確定，其中Vin為輸入電壓，N2為次級高壓線圈的匝數，NI為初級線圈的匝數，Τ00/Τ為佔空比，η為高壓變壓器數量。
[0010]本實用新型在相鄰二個高壓變壓器單元的初級線圈的連接線上、初級低壓迴路的頭端和初級低壓迴路的尾端各有去磁電容器連接到地線，使得在第一功率開關管(VT1)、第四功率開關管(VT4)和第三功率開關管(VT3)、第二功率開關管(VT2)截止期間對去磁電容器進行充電，使各高壓變壓器的初級側產生去磁電流，使各高壓變壓器中的磁通復位，從而提高效率及避免開關器件損壞。
[0011]本實用新型的有益效果是:在功率輸出級中使用多個高壓變壓器單元，使各個次級高壓線圈上產生的高壓電進行疊加輸出，大大提高了輸出電壓，以滿足等離子體裝置的長距離引弧的要求，在處置工業有害物質、醫療垃圾、生活垃圾時的能量更高和效率更高。本實用新型使高壓電分別在各次級高壓線圈上產生，減小了次級高壓線圈的反射應力，避免開關器件損壞。
【附圖說明】

[0012]附圖1是本實用新型的一種高壓電源的功率輸出電路圖。
[0013]附圖2是本實用新型的另一種高壓電源的功率輸出電路圖。
[0014]圖中:VTl.第一功率開關管，VT2.第二功率開關管，VT3.第三功率開關管，VT4.第四功率開關管，Cl.第一去磁電容器，C2.第二去磁電容器，C3.第三去磁電容器，C4.第四去磁電容器，Tl.第一高壓變壓器單元，Wl-1.第一初級線圈，W1-2.第一次級高壓線圈，Τ2.第二高壓變壓器單元，W2-1.第二初級線圈，W2-2.第二次級高壓線圈，Τ3.第三高壓變壓器單元，W3-1.第三初級線圈，W3-2.第三次級高壓線圈，V+.輸入電源，1.第一高壓輸出端，2.第二高壓輸出端。
【具體實施方式】
[0015]實施例1圖1所不的實施方式中，一種高壓電源的功率輸出電路由第一功率開關管(VT1)、第二功率開關管(VT2)、第三功率開關管(VT3)、第四功率開關管(VT4)和多個高壓變壓器單元組成，其中，高壓變壓器單元由初級線圈和次級高壓線圈構成，同一高壓變壓器單元的初級線圈與次級高壓線圈進行嵌套設置，初級線圈設置在內層，次級高壓線圈設置在外層，次級高壓線圈以分格繞制方式繞制在骨架上;高壓變壓器單元為二個以上，多個高壓變壓器單元的初級線圈進行順向串聯構成初級低壓迴路，多個高壓變壓器單元的次級高壓線圈進行順向串聯構成高壓疊加輸出迴路;輸入電源(V+)連接到第一功率開關管(VTl)的漏極和第三功率開關管(VT3)的漏極，第一功率開關管(VTl)的源極連接到第二功率開關管(VT2)的漏極後再連接到多個高壓變壓器單元的初級低壓迴路的頭端，第三功率開關管(VT3)的源極連接到第四功率開關管(VT4)的漏極後再連接到多個高壓變壓器單元的初級低壓迴路的尾端，第二功率開關管(VT2)的源極和第四功率開關管(VT4)的源極連接到地線。本實施例在開關式的高壓電源裝置中應用，其工作頻率為1-400千周，在各高壓變壓器中有鐵氧體磁芯，同一高壓變壓器單元的初級線圈和次級高壓線圈分別安裝在各自的鐵氧體磁芯上。本實施例的各高壓變壓器次級高壓線圈的功率輸出產生高電壓進行疊加輸出，提供給等離子體裝置進行長距離弓I弧操作。
[0016]實施例2圖2所示的實施方式中，是在第一實施例的基礎上，在相鄰二個高壓變壓器單元的初級線圈的連接線上、初級低壓迴路的頭端和初級低壓迴路的尾端各有去磁電容器連接到地線，在第一功率開關管(VTl)、第四功率開關管(VT4)和第三功率開關管(VT3)、第二功率開關管(VT2)截止期間對去磁電容器進行充電，使各高壓變壓器的初級側產生去磁電流，使各高壓變壓器中的磁通復位，從而提高效率及避免開關器件損壞。其他結構與第一實施例的相同，不再贅述。
【主權項】
1.一種高壓電源的功率輸出電路，包括高壓變壓器單元，同一高壓變壓器單元的初級線圈與次級高壓線圈進行嵌套設置，其特徵是功率輸出電路由第一功率開關管(VT1)、第二功率開關管(VT2)、第三功率開關管(VT3)、第四功率開關管(VT4)和多個高壓變壓器單元組成，其中，高壓變壓器單元由初級線圈和次級高壓線圈構成，初級線圈設置在內層，次級高壓線圈設置在外層；多個高壓變壓器單元的初級線圈進行順向串聯構成初級低壓迴路，多個高壓變壓器單元的次級高壓線圈進行順向疊加輸出；輸入電源(V+)連接到第一功率開關管(VTI)的漏極和第三功率開關管(VT3)的漏極，第一功率開關管(VTl)的源極連接到第二功率開關管(VT2)的漏極後再連接到多個高壓變壓器單元的初級低壓迴路的頭端，第三功率開關管(VT3)的源極連接到第四功率開關管(VT4)的漏極後再連接到多個高壓變壓器單元的初級低壓迴路的尾端，第二功率開關管(VT2)的源極和第四功率開關管(VT4)的源極連接到地線。2.根據權利要求1所述的一種高壓電源的功率輸出電路，其特徵是高壓變壓器單元為二個以上。3.根據權利要求1所述的一種高壓電源的功率輸出電路，其特徵是在相鄰二個高壓變壓器單元的初級線圈的連接線上、初級低壓迴路的頭端和初級低壓迴路的尾端各有去磁電容器連接到地線。
【文檔編號】H05H7/02GK205726639SQ201620683447
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年7月3日
【發明人】周開根
【申請人】衢州昀睿工業設計有限公司