[實用新型]一種高壓脈沖發生裝置

有效

• 申請號: 201520287623.1
• 申請日: 2015-05-06
• 公開（公告）號: CN204928618U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 張淼雷
• 申請（專利權）人: 北京源生恒通環保科技有限公司
• 主分類號: H02M9/06
• 分類號: H02M9/06
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 柳江

技術領域

本實用新型涉及脈沖電源，具體涉及一種高壓脈沖發生裝置。

背景技術

作為一種通斷的直流電源，脈沖電源的基本工作原理是：首先經過慢儲能使初級能源具有足夠的能量，然后向中間儲能和脈沖成形系統放電(或流入能量)，經過儲存、壓縮、形成脈沖或轉化等復雜過程之后的能量形成了脈沖電源，對于脈沖電源的輸出脈沖電壓波形通常包括輸出脈沖電壓幅值(要高)、輸出脈沖前沿(要陡)以及脈沖重復頻率(要高)三個評價指標。

目前實現脈沖電源的方式主要包括：(1)儲能放電法：即利用儲能元件(如L、C)的充放電實現脈沖輸出；(2)逆變法：即利用逆變將直流電變換為脈沖輸出以及；(3)斬波法：即利用直流斬波原理輸出脈沖電壓；其中：

儲能放電法結構簡單，能獲得高壓窄脈沖，但脈沖波形不易控制，脈沖參數不易調節；斬波法將直流環節與脈沖信號產生環節分開，產生的脈沖波形好，但是該方法產生的諧波成分大，并且開關原件承受很高的開關電壓，具有開關壽命短的缺陷。相較而言，PWM技術結合逆變法可以得到高質量的輸出電壓波形，而且該方法抑制了較低次數的高次諧頻，降低了諧波損耗，擴大了調速范圍，簡化了主回路，并且操控集中、易于自動化管理。

作為除固、液、氣三態以外的第四種物形態，等離子體是由電子、離子、自由基和中性粒子組成的呈電中性的導電性流體。自發明以來，等離體技術在半導體工業、聚合物薄膜、材料防腐蝕、等離子體電子學、等離子體合成、等離子體冶金、等離子體煤化工以及等離子體三廢處理等領域被廣泛應用，而高頻高壓電源作為產生等離子體的能量來源，高頻高壓高性能的脈沖電源的研究因此成為保障等離子技術得以廣泛應用的關鍵之一。

傳統的大功率高壓電源使用工頻變壓器升壓，電路簡單但存在體積大、頻率低以及放電效果很不理想的缺陷，而且在高頻高壓下變壓器的絕緣問題較難處理，變壓器分布參數(漏電感和匝間分布電容)造成的影響亦不可忽略，且頻率越高漏抗越大，因此電源輸出功率受到限制。此外，早期的大功率高壓電源由于采用磁壓縮開關或旋轉火花塞來獲取高壓脈，因而大多比較笨重，不僅操控困難、維修不方便，而且開關壽命短、可靠性亟待提高。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供一種高壓脈沖發生裝置，旨在提供一種供等離子體發生器的高壓大功率的脈沖電源。

本實用新型采用的技術方案具體為：

一種高壓脈沖發生裝置，包括依次相連的三相交流電源(1)、整流濾波電路(2)、調壓電路(3)、脈沖發生電路(4)、高頻變壓器(5)、高壓側整流電路(6)和取樣輸出電路(7)；其中：所述整流濾波電路(2)用于將所述三相交流電源(1)輸入的交流電轉變為直流電；所述調壓電路(3)用于將經所述整流濾波電路(2)轉變的直流電在一定電壓范圍之間調控；所述脈沖發生電路(4)用于將電壓經所述調壓電路(3)調控的直流電轉變為高頻低壓交流電；所述高頻變壓器(5)通過設定的參數，將所述高頻低壓交流轉變為高頻高壓交流電；所述高壓側整流電路(6)用于將所述高頻高壓交流電整合為高頻高壓直流電；所述取樣輸出電路(7)內設有取樣電阻，所述取樣輸出電路(7)的輸出端的所述高頻高壓直流的電壓和電流信號經取樣電阻輸出。

在上述高壓脈沖發生裝置中，還包括控制電路(8)，所述控制電路(8)與所述調壓電路(3)、所述脈沖發生電路(4)以及所述取樣輸出電路(7)電氣連接；其中：所述控制電路(8)接收所述取樣輸出電路(7)的取樣電阻傳遞的電信號；所述控制電路(8)向所述調壓電路(3)傳遞電信號，對所述調壓電路(3)的直流電壓的輸出電壓進行實時調控；以及向所述脈沖發生電路(4)傳遞電信號，對所述脈沖發生電路(4)的高頻交流電的頻率進行實時調控。

在上述高壓脈沖發生裝置中，還包括顯示電路(9)，所述顯示電路(9)與所述控制電路(8)電氣連接；所述顯示電路(9)用于顯示所述控制電路(8)發送的電信號。

在上述高壓脈沖發生裝置中，所述調壓電路(3)通過電壓傳感器與所述控制電路(8)電氣連接。

在上述高壓脈沖發生裝置中，所述整流濾波電路(2)采用全橋整流濾波器，用于將所述三相交流電源(1)輸入的交流電變為設定值的直流電。

在上述高壓脈沖發生裝置中，所述脈沖發生電路(4)采用PWM逆變電路。

在上述高壓脈沖發生裝置中，所述脈沖發生電路(4)通過IGBT和PWM電路與所述控制電路(8)電氣連接。