[發明專利]一種大功率直流脈沖電源

有效

• 申請號: 201710201936.4
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN106849735B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 馮大唯;宋焱秋;肖文平;戴潔;王卉
• 申請（專利權）人: 湘潭電機股份有限公司
• 主分類號: H02M9/02
• 分類號: H02M9/02
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 顏昌偉

本發明公開了一種大功率直流脈沖電源，包括整流電源、正極匯流母排、負極匯流母排、脈沖控制器和多個基本單元，所述整流電源的正極與正極匯流母排相連，整流電源的負極與負極匯流母排相連，多個基本單元并聯設置在正極匯流母排與負極匯流母排之間，所述脈沖控制器與每個基本單元相連。本發明的電解單元采用分布式結構，通過帶脈沖驅動管的脈沖變壓器并利用磁平衡原理和電量的矢量疊加效應對每一個電解單元實現脈沖直流供電，容量不受限制，可滿足任何規格電壓電流等級的脈沖電源的需求，由于采用變壓器作為脈沖發生元件，其損耗遠低于IGBT、MOSFET等電力電子器件的通態損耗。

技術領域

本發明涉及蓄電池充電領域，特別涉及一種大功率直流脈沖電源。

背景技術

在電化工領域電解法生產所需的直流電源一般都有數千安培至數萬安培，這些電源裝置絕大多數都是由整流變壓器加二極管整流器或晶閘管整流器組成，只能輸出固定的或幅度可調的直流電流。而在電化工生產工藝中特別希望能在特定的條件下將這種直流電變為一種脈沖式的直流電輸出到電解槽中。例如在高氯酸鉀生產過程中，如果采用脈沖直流電可以有效解決極板表面沉積和電極表面極化效應的問題，提高轉換效率，減少清理時間，降低勞動強度，在節能增效中會有顯著效果。

在常用的鉛酸蓄電池快速充電中也離不開脈沖直流電。鉛酸蓄電池在充電過程中會產生多種極化反應，從而阻礙充電電流的增加，延長了充電時間。脈沖直流電的反向脈沖電流可以消除蓄電池充電過程中的極化反應，可使蓄電池接受更大的充電電流，達到快速充電的目的。在大容量蓄電池組快速充電中所需的脈沖直流電的功率也是很大的。

要實現大功率大電流的脈沖式直流供電是一件十分困難的事，即便是采用新型大功率電子器件（如IGBT、MOSFET）生產這樣的脈沖式直流裝置，要想達到幾千安培到幾萬安培的輸出電流其成本也是非常高的，經濟性很難被市場所認可。同時這樣集中式的脈沖電源在使用過程中還會存在以下問題：1.由于IGBT的管壓降高，所以裝置的效率會低于傳統的整流器電源；2.裝置周期性產生的脈沖電流必然對電網產生次波干擾，嚴重時會使周邊用電設備無法正常工作；3.新型電力電子器件的可靠性比傳統整流器低，因為IGBT、MOSFET的過載能力遠低于整流管和晶閘管，且驅動要求高。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種高效節能、性能優良的大功率直流脈沖電源。

本發明解決上述問題的技術方案是：一種大功率直流脈沖電源，包括整流電源、正極匯流母排、負極匯流母排、脈沖控制器和多個基本單元，所述整流電源的正極與正極匯流母排相連，整流電源的負極與負極匯流母排相連，多個基本單元并聯設置在正極匯流母排與負極匯流母排之間，所述脈沖控制器與每個基本單元相連。

上述大功率直流脈沖電源，所述基本單元包括若干個相互并聯的電解單元組，每個電解單元組均包括脈沖變壓器、第一電解單元、第二電解單元、脈沖工作電源和兩個脈沖驅動管，第一電解單元、第二電解單元結構相同，所述脈沖變壓器的原邊側和副邊側均為帶中心抽頭的雙線圈結構，脈沖變壓器原邊側雙線圈的中心抽頭與脈沖工作電源的正極相連，脈沖變壓器原邊側雙線圈的兩端分別與兩個脈沖驅動管的漏極相連，兩個脈沖驅動管的源極均接脈沖工作電源的負極，兩個脈沖驅動管的柵極均接脈沖控制器，脈沖變壓器副邊側雙線圈的中心抽頭與正極匯流母排相連，脈沖變壓器副邊側雙線圈的兩端分別與第一電解單元、第二電解單元的正極相連，第一電解單元、第二電解單元的負極均與負極匯流母排相連。

上述大功率直流脈沖電源，所述脈沖控制器包括脈沖發生器和脈沖放大器，所述脈沖發生器的輸出端與脈沖放大器的輸入端相連，脈沖放大器的輸出端與每個電解單元組的兩個脈沖驅動管的柵極相連。

上述大功率直流脈沖電源，所述脈沖控制器輸入到兩個脈沖驅動管柵極的脈沖信號在時序上的相位差為180°。

本發明的有益效果在于：