[發明專利]直流高壓電源

在審

• 申請號: 201610793783.2
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107786116A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 蔡習榮
• 申請（專利權）人: 江蘇綠揚電子儀器集團有限公司
• 主分類號: H02M9/06
• 分類號: H02M9/06;H02M1/12
• 代理公司: 鎮江京科專利商標代理有限公司32107
• 代理人: 朱坤保

技術領域

本發明涉及一種直流高壓電源，應用于微波發生器。

背景技術

隨著太陽能源廣泛的利用，太陽能設備越來越自動化，對成品率及太陽能利用效率的要求也越來越高，對太陽能的利用主要是靠電池片組件對光能的利用率來實現的，在這種情況下，制造電池片最重要的一環即對硅片進行等離子真空鍍膜，從而改變折射率，達到對光能的吸收利用，因此為微波發生器提供一個穩定的直流高壓電源以及相關系統對微波的發生、及功率大小的控制越來越精確。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種直流高壓電源，能夠適用于微波發生器的直流高壓電源，提供負高壓給微波發生器，從而控制微波頭發出的功率大小。

本發明的直流高壓電源，包括內部供電模塊、三相電濾波模塊、三相電源整流模塊(三相交流接觸器，整流橋)、脈沖寬度調制模塊(包含濾波驅動模塊)、IGBT功率模塊，CPU控制模塊、CPU供電驅動模塊、電壓電流（功率）取樣模塊、濾波升壓模塊和CAN總線連接控制模塊；三相電源依次經過三相電濾波模塊、三相電整流模塊，產生電壓值約560V，紋波周期約為6.7ms的直流電壓，送入高壓逆變功率產生模塊，經功率取樣處理模塊控制，產生高頻高壓脈沖，經濾波穩流電感將高頻高壓脈沖的高次諧波分量過濾，取出其14.5KHz～20KHz基波進入到濾波升壓模塊產生負高壓，濾波升壓模塊提供微波發生器內磁控管陰極需要的直流負高壓（約-4500V），從而使微波發生器呢產生微波輸出功率；微波發生器產生的微波功率，由其內部取樣處理模塊取樣處理，經過脈沖寬度調制模塊計算處理后送到CPU控制模塊比對；

所述三相電源整流模塊:三相電源經三相交流接觸器，耦合至整流橋堆，輸出一個帶有紋波波動的直流電壓，電壓值約560V，紋波周期約為6.7ms；

所述高壓逆變功率產生模塊:來自脈沖寬度調節模塊輸出的雙電路矢量關系的脈沖波形輸入高壓逆變功率纏身模塊隔離分相輸入變壓器T，耦合至功率驅動電路，經驅動電路獲得足夠的驅動電壓，使得功率產生電路工作在開關狀態，產生頻率為14.5K～20KHz的脈沖，幅度能達到供應功率產生電路模塊（IGBT）供電電壓的上下限值±280V，其輸出功率的能力能達4Kw/7.2A。如圖4中5腳，取樣電感L,將脈沖寬度調節模塊輸出的功率分量取樣，至脈沖寬度調制模塊進行處理運算，隨時控制調整送給IGBT功率模塊的矢量脈沖的頻率；

所述濾波升壓模塊：IGBT功率模塊輸出的高頻高壓脈沖經濾波穩流電感L1將高頻高壓脈沖的高次諧波分量過濾了，取出其14.5KHz～20KHz基波（正弦波）進入到負高壓產生模塊，濾波升壓模塊是提供微波發生器磁控管陰極需要的直流負高壓約-4500V左右，磁控管受陰極負高壓（相對于陰極則陽極與陰極的電壓差為+4500V）,在磁控管磁路作用下，產生2450MHz頻率最大4.4KW功率的微波；

所述電壓電流（功率）取樣模塊和CPU控制模塊：輸出高壓電流同樣流過5nRef高精密電阻，在Ref電阻上得到的取樣電平值Uw與輸出的-4500V/960mA的功率能量存在著高度一致的數量比例關系，該取樣電壓值Uw隨時反應其輸出給磁控管的陰極電壓和電流功率（能量值）。圖6中輸出腳4和5，分別是Udc(-4500V)的高壓的兩個聯樣值，在電路系統的設計中分別定義為UDC的取樣電壓值Uv和電流值Ui。Uv，Ui和Uw仍存在著精確的數學比例關系，實時獲取的Uv，Ui和Uw三個取樣參數值將參與以后經過的模塊電路電平調整處理與運算；

所述直流高壓電源采用MH3000型號，直流高壓電源、微波發生器皆連接水循環冷卻系統。

本發明的直流高壓電源，三相電源經電源輸入濾波模塊后，將濾除電網上可能出現的高次諧波和尖鋒脈沖，同時直流高壓電源工作產生的高壓脈沖諧波、數字化噪聲，經三相電濾波模塊抑制，能夠適用于微波發生器的直流高壓電源，提供負高壓給微波發生器，從而控制微波頭發出的功率大小，大大降低了對工業電網的污染。

附圖說明

圖1是本發明的直流高壓電源微波發生裝置系統圖；

圖2是本發明的直流高壓電源三相電濾波圖；

圖3是本發明的直流高壓電源三相電源濾波整流圖；

圖4是本發明的直流高壓電源IGBT功率產生電路圖；

圖5是本發明的直流高壓電源濾波升壓模塊圖；

圖6是本發明的直流高壓電源電流、電壓取樣處理電路圖；

圖7是本發明的直流高壓電源脈沖寬度調制電路圖；