[其他]電容性負載脈沖發生電路中開關器件的保護裝置

無效

• 申請號: 86107818
• 申請日: 1986-11-14
• 公開（公告）號: CN86107818A
• 公開（公告）日: 1988-05-25
• 發明（設計）人: 阿布達拉·馬爾莫德·伊塔尼;杰拉爾德·約瑟夫·卡爾森;彼得·威廉·迪茨
• 申請（專利權）人: 通用電氣環境服務公司
• 主分類號: H03K17/08
• 分類號: H03K17/08;H02H7/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 許新根,杜有文

本發明涉及借助于一個選通半導體開關器件在電容性負載兩端產生脈沖的電路。更具體地說，本發明是針對一種上述類型的脈沖發生器電路，而這種電路是用來給靜電濾塵器提供能量的，并使用一個可控硅或相似的半導體開關元件來作為脈沖發生電路的一部分。

靜電濾塵器是用來從氣體流中除去顆粒狀物體的電氣設備，這個氣流是射向帶有相反極性電荷的濾塵器電極之間的。濾塵器用于許多工業設施中，包括化工廠，尤其是用于發電廠和其它含有細粒的勢源中。靜電濾塵器近來已比過去更為頻繁地得到了使用。這是因為對從排入大氣中的氣體內除去細粒的需求增加了。還應該明白，此處首先關注的靜電濾塵器是高功率器件，典型耗電量為幾十千瓦。因此，不但對于粒子的收集、效率，而且對于濾塵器運行的經濟性和可靠性來說，適當地激勵濾塵器是重要的。

在過去，已經有了許多種濾塵器的設計。然而，每一種設計基本上按照一些已建立起來的、還算好的原則來工作的。濾塵器通常包括一對導電電極。一般，電極中的一個含有工作于地電位的一些平行的平面金屬薄片，相互間有著相當小的、預先選定的距離間隔。此外，如后所述的一些導線的平板陣列構成第二電極，這些導線彼此電連接，并設置于導電薄片的中間，并和薄片平行。此平板陣列處于高電位。雖然有可能把線狀電極接地，而給片狀電極加高電位，但是為了安全，一般要避免這種工作方式。許多平行平板電極組裝在一個外殼內，此外殼在濾塵器電極間的容積內限定出若干平行的氣流通道。這些通道也被平板電極的結構和安排所限定，至少是部分地被限定。通常，商品濾塵器使用多個平板和線狀柵極電極對。一個濾塵器典型的區域面積事實上可直至約30，000平方英尺（平板電極面積）。自然地，這樣一種構形在線狀和板狀電極間呈現出一定的電容量。一個典型濾塵器區域的電容量在0.05至0.15微法之間的量極。雖然這樣的一些濾塵器和工作看來是相對地簡單，但是存在著一些會限制濾塵器粒子收集效率的現象。對于從一給定的濾塵器中除去氣流內給定分量和給定類型的粒子來說，不同的激勵濾塵器方法顯著地影響消耗的電能和功率。必須指出，濾塵器通常工作在40，000至80，000伏特之間的峰值電壓，而每一段可以支取約1.5安培電流。由此很易看出，濾塵器的功率通常為80千瓦。

所以，在工廠中以靜電濾塵器來去除粒狀物體，電效率是一重大的經濟因素。還有，對于在工廠中的連續工作，濾塵器和濾塵器的激勵元件的可靠性是十分重要的。在正常工作下，在待處理的氣體中的粒狀物體應獲得一個基本上在濾塵器陰極導線附近發生的感應電離效應引起的負電荷。隨后，帶電的塵埃粒子被吸引到濾塵器的陽極平板上，在陽極平板上積聚起一層陽極塵埃。由于此塵埃層的積累，在平板（即片狀）電極上形成了一增厚的塵埃層。即使可以借助于振動、卷繞或相反彎曲陽極板來周期性地去除此塵埃層，但是隨著此高電阻層的形成，效率仍然會降低。因此，效率高而又切實可行的激勵濾塵器的方法是十分想要得到的，特別對于那些呈現出高電阻率塵埃粒子的收集更是如此，此高電阻率約為10^-11歐姆-厘米或更高。例如，當燃燒用于電力工業中的低硫煤時，就會產生這樣的塵埃。

已經采用了許多種不同的途徑來設計濾塵器激勵電路并使之工作，以希望得到一種濾塵器工作方式，而這種工作方式是高效、可靠、可控和實現起來不昂貴的。此外，在此技術領域內的專業人員，對于最佳濾塵器激勵方法尚未取得廣泛的一致意見。最近，各種各樣的脈沖激勵方法已得到了廣泛的應用。用脈沖能量去激勵一個大的電容性負載所固有的問題，正如大電容性濾塵器通常所出現的問題，是需要大量的能量去重復地把負載電容充至高電壓。因為每一所加脈沖只在電容性負載上消耗比較小的能量，所以存儲在負載中的未被例如電暈放電或弧光放電消耗掉的剩余能量的回收，是有著頭等經濟價值的。完成上述作用的轉換電路一般采用一個被一反饋二極管所分路的可控硅，此二極管反向并聯在可控硅的兩端。在工作周期的某些時間內，需要利用此二極管來把無功能量傳送給電源。這樣一種安排的結果使得流經電容性負載的電流通常具有正弦波形。由觸發可控硅來開始一個周期，此可控硅在正弦波的第一個半周內導通，流經可控硅的電流，上升到峰值，然后在負載上的電壓達到峰值時下降到零。在正弦波的第二個半周期間，通過可控硅的電流被切斷，器件實質上處于不導通狀態，此時二極管把可控硅的電流旁路，電流的方向與正弦波第一個半周期間的方向相反。在二極管停止導通后直至加于其控制電極上的下一個觸發脈沖到達以開始一個新的工作周期為止，此可控硅必須能阻斷加于其上的正向高電壓。