[發明專利]一種用于等離子體污水處理系統的高壓脈沖電源

有效

• 申請號: 201310082889.8
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN103219913A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 趙劍鋒;高鐵峰
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02M9/06
• 分類號: H02M9/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種用于等離子體污水處理系統的高壓脈沖電源，包括工頻整流濾波電路（1）、一級升壓電路（2）、二級升壓電路（3）和電壓耦合電路（4），其特征在于：所述工頻整流濾波電路（1）與市電網相接將工頻交流電轉換為直流電，所述一級升壓電路（2）的輸入端和輸出端分別與所述工頻整流濾波電路（1）的輸出端和所述二級升壓電路（3）的輸入端相連完成升壓及整流濾波作用，所述二級升壓電路（3）再次升壓輸出穩定的高壓直流電和高壓交流電，所述電壓耦合電路（4）將交直流電耦合疊加加載于等離子體反應器等效負載（6）上。

2.根據權利要求1所述的用于等離子體污水處理系統的高壓脈沖電源，其特征在于：所述工頻整流濾波電路（1）包括三相不控整流電路和濾波電路，所述濾波電路包括濾波電感L_1f和濾波電容C_1f，所述三相不控整流電路的輸出端串聯濾波電感L_1f后與濾波電容C_2b并聯，向所述三相不控整流電路輸入三相電壓，由所述濾波電容C_2b兩端輸出直流電壓。

3.根據權利要求1所述的用于等離子體污水處理系統的高壓脈沖電源，其特征在于：所述一級升壓電路（2）為全橋升壓DC/DC變換器，所述全橋升壓DC/DC變換器采用原副邊匝數比較小的高頻升壓變壓器T₁進行一次升壓，所述高頻升壓變壓器T₁的原邊為由IGBTS₂₁、IGBTS₂₂、IGBTS₂₃和IGBTS₂₄分別獨立對應地串聯二極管D₂₁、二極管D₂₂、二極管D₂₃和二極管D₂₄構成的H橋逆變電路，副邊為二極管D₂₅、二極管D₂₆、二極管D₂₇和二極管D₂₈構成的橋式整流電路。

4.根據權利要求3所述的用于等離子體污水處理系統的高壓脈沖電源，其特征在于：所述H橋逆變電路的回路中串聯隔直電容C_2b和諧振電感L_2r。

5.根據權利要求3所述的用于等離子體污水處理系統的高壓脈沖電源，其特征在于：所述橋式整流電路在串聯濾波電感L_2f后與濾波電容C_2f并聯。

6.根據權利要求1所述的用于等離子體污水處理系統的高壓脈沖電源，其特征在于：所述二級升壓電路（3）為非對稱多路輸出結構的全橋LLC諧振變換器，所述全橋LLC諧振變換器采用原副邊匝數比較大的高頻升壓變壓器T₂進行二次升壓，所述高頻升壓變壓器T₂的原邊由分別反向獨立對應地并聯二極管D₃₁、二極管D₃₂、二極管D₃₃和二極管D₃₄的IGBTS₃₁、IGBTS₃₂、IGBTS₃₃和IGBTS₃₄構成H橋逆變電路，副邊第一路連接反相對稱電路結構的倍壓整流電路（5）輸出放大的高壓直流電，副邊第二路輸出高壓交流電連接所述電壓耦合電路（4）的隔直電容C₄。

7.根據權利要求6所述的用于等離子體污水處理系統的高壓脈沖電源，其特征在于：所述H橋逆變電路聯諧振電感L_3s和諧振電容C_3s后與漏感電感L_3m并聯。

8.根據權利要求1所述的用于等離子體污水處理系統的高壓脈沖電源，其特征在于：所述電壓耦合電路（4）包括連接所述二級升壓電路（3）的第一路輸出的保護電阻R₄和濾波電感L₄₁用于輸出高壓直流電，以及與所述二級升壓電路（3）的第二路輸出相連的隔直電容C₄輸出高壓交流電，高壓直流電和高壓交流電通過電感L₄₂耦合加載于等離子體反應器等效負載（6）上。

9.根據權利要求1所述的用于等離子體污水處理系統的高壓脈沖電源，其特征在于：所述一級升壓電路（2）由PWM雙閉環PI控制電路（7）控制。

10.根據權利要求1所述的用于等離子體污水處理系統的高壓脈沖電源，其特征在于：所述二級升壓電路（3）由PFM控制電路（8）控制。