[實用新型]用于固態脈沖發生器、調制器與換流閥的高壓隔離電源

有效

• 申請號: 201420083016.9
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN203708123U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 王凌云;王傳偉;李洪濤;劉宏偉;劉金鋒;袁建強;姜蘋;丁勝;黃宇鵬;馮傳軍
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: H02M7/12
• 分類號: H02M7/12
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

技術領域

本實用新型屬于電力電子領域，涉及一種用于固態脈沖發生器、調制器與換流閥的高壓隔離電源。

背景技術

近年來隨著半導體器件的快速發展和成熟，尤其是耐壓與功率容量的提升，使其在脈沖功率領域與高壓電力電子領域有了廣泛的應用，在裝置的電路結構拓撲中，一般會使用多個半導體器件串聯使用，這樣很多半導體開關的地電位將會懸浮在很高的點位下，其驅動與外圍電路的電源必須懸浮隔離，并且各路之間也需要相互隔離。

實用新型內容

為滿足離散分布的大量高壓半導體器件或其他高壓設備的多路高壓隔離供電需求，本實用新型公開了一種用于固態脈沖發生器、調制器與換流閥的高壓隔離電源。

本實用新型所述用于固態脈沖發生器、調制器與換流閥的高壓隔離電源，包括前級逆變器、級聯變壓器組、多個分布式變壓器和多個本地變壓器；所述級聯變壓器組由多個級聯變壓器級聯而成，首個級聯變壓器原邊與前級逆變器的輸出級連接，所述級聯變壓器副邊由輸出邊和饋能邊組成，所述饋能邊與分布式變壓器原邊連接，輸出邊與下一級聯變壓器的原邊連接，所述分布式變壓器輸出級繞組與本地變壓器原邊連接,所述本地變壓器還包括與其輸出級繞組連接的整流穩壓電路。

優選的，所述整流穩壓電路由第四支路、第五支路、濾波電容和直流轉換器組成，所述第四支路和第五支路并聯在本地變壓器的輸出級繞組之間，所述第四支路串聯有一對正極互連的快恢復二極管；第五支路串聯有一對負極互聯的快恢復二極管；所述快恢復二極管的反向恢復時間小于100納秒；所述濾波電容為極性電容，正、負極分別連接第五支路和第四支路的二極管公共節點，濾波電容的正、負極還分別與直流轉換器的正、負輸入端連接。

進一步的，所述整流穩壓電路還包括共模變壓器，所述共模變壓器由串聯在直流轉換器正、負輸入端和濾波電容正、負極之間的兩個采用同相繞法，大小相等的電感組成。

進一步的，所述濾波電容的正負極之間還連接有穩壓二極管。

優選的，所述前級逆變器由全橋整流電路、LC濾波級和逆變級組成，所述LC濾波級由串聯在全橋整流電路正向輸出端的前級電感和并聯在全橋整流電路兩個輸出端之間的第二電容組成，所述逆變級由逆變橋和控制逆變橋開關順序的控制電路組成。

優選的，所述前級逆變器還包括串聯在LC濾波器的電感和全橋整流電路正向輸出端之間的軟啟動電路，所述軟啟動電路由電阻、與電阻并聯的開關器件及控制該開關器件的計時器芯片組成。

優選的，所述分布式變壓器和/或本地變壓器的輸出級有多個繞組

本實用新型可以為脈沖功率裝置、電力電子裝置、換流閥等提供高電壓隔離的多路供電，具有耐壓強度高，輸出路數多，穩定性與抗干擾性強等特點，特別適合于200kV以上懸浮電壓裝置或多個器件的隔離供電。

附圖說明

圖1為本實用新型所述用于固態脈沖發生器、調制器與換流閥的高壓隔離電源的一種具體實施方式拓撲結構示意圖；

圖2示出本實用新型所述前級逆變器的一種具體實施方式示意圖；

圖3示出本實用新型所述整流穩壓電路的一種具體實施方式示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型的具體實施方式作進一步的詳細說明。

本實用新型所述的用于固態脈沖發生器、調制器與換流閥的高壓隔離電源，包括前級逆變器、級聯變壓器組、多個分布式變壓器和多個本地變壓器；所述級聯變壓器組由多個級聯變壓器級聯而成，首個級聯變壓器原邊與前級逆變器的輸出級連接，所述級聯變壓器副邊由輸出邊和饋能邊組成，所述饋能邊與分布式變壓器原邊連接，輸出邊與下一級聯變壓器的原邊連接，所述分布式變壓器輸出級繞組與本地變壓器原邊連接,所述本地變壓器還包括與其輸出級繞組連接的整流穩壓電路。

本實用新型利用前級逆變器將工頻市電變成高頻的交流電壓，通過級聯變壓器組、分布式變壓器與本地變壓器，完成電壓多路分配與隔離，各個本地變壓器得到的交流信號經整流穩壓電路整流濾波后，得到直流電。

前級逆變器可以采用全橋或半橋或其他形式將交流電轉化為直流電，本實施例中，如圖2所示，前級逆變器由全橋整流電路、LC濾波級和逆變級組成，所述LC濾波級由串聯在全橋整流電路正向輸出端的前級電感和并聯在全橋整流電路兩個輸出端之間的第二電容組成，所述逆變級由逆變橋和控制逆變橋開關順序的控制電路組成。全橋整流電路，前級電感和第二電容實現工頻市電的整流濾波，其中第二電容可以由極性電容C1?和非極性電容C2?組成；