一种驱动DBD等离子体源组的分配式高频高压电源装置

摘要

一种驱动DBD等离子体源组的分配式高频高压电源装置，属于特种电源设备与气体放电高级氧化技术应用技术领域。该装置通过采用全桥式IGBT功率变换技术或半桥式IGBT功率变换技术设计IGBT高频功率变换控制器，将5～20kHz的高频电能输入到功率输出汇流母线，再通过配置数个至数百个高阻抗小型高频高压变压器，获得数个至数百个各自独立的高频高电压功率输出，以此构成一种分配式高频高压电源装置，用以驱动不同组成类型和放电功率的大气压DBD等离子体源组，以此提升大气压DBD放电系统的固有谐振频率，提升大气压DBD放电等离子体的化学反应效能，为高级氧化技术规模化应用提供新的技术装置。

主权项

一种驱动DBD等离子体源组的分配式高频高压电源装置，其特征在于，该分配式高频高压电源装置包括动力电接入端子（1）、EMC电磁兼容电路（2）、三相全桥整流电路（3）、启动限流电阻（4）、可控硅模块（5）、可控硅模块触发电路（6）、电容储能滤波电路（7）、IGBT高频功率变换电路（8）、功率输出汇流母线（9）、功率继电器（10）、电流传感器（11）、小型高频高压变压器（12）、PWM微机控制器（13）、IGBT驱动电路（14）、辅助电源（15）、控制键操作盘（16）、控制参数显示仪表（17）、可控硅模块触发控制信号输出接口（18）、可控硅模块触发控制信号输入接口（19）、放电电流信号输入接口（20）； 其中，来自于动力电接入端子（1）的AC380V/50Hz动力电接入到EMC电磁兼容电路（2）的输入端，EMC电磁兼容电路（2）的输出端接入到三相全桥整流电路（3）的交流输入端，三相全桥整流电路（3）的直流输出端“+”极接入软启动控制电路，三相全桥整流电路（3）的直流输出端“‑”极则直接连接到电容储能滤波电路（7）的“‑”极，启动限流电阻（4）与可控硅模块（5）以并联的方式串接在三相全桥整流电路（3）的直流输出端“+”极和电容储能滤波电路（7）的“+”极之间，IGBT高频功率变换电路（8）用于将电容储能滤波电路（7）中的直流电转换成5～20kHz的高频方波交流电输出到功率输出汇流母线（9），功率输出汇流母线（9）用于将IGBT高频功率变换电路（8）输出的电能分配到各个小型高频高压变压器（12），小型高频高压变压器（12）配置数量从数个至数百个，这些小型高频高压变压器（12）的一次线圈通过功率继电器（10）和电流传感器（11）连接到功率输出汇流母线（9）上，各个小型高频高压变压器（12）的高压输出和接地端连接到各个单元模块； 其中，动力电接入端子（1）、EMC电磁兼容电路（2）、三相全桥整流电 路（3）、启动限流电阻（4）、可控硅模块（5）、可控硅模块触发电路（6）、电容储能滤波电路（7）、IGBT高频功率变换电路（8）、辅助电源（15）安装在同一铝质散热器上，IGBT模块布置在散热器的中心，散热器应保证在环境温度为40℃、额定功率输出时IGBT的结温不高于125℃，散热器配置的强力通风装置出口端风速不低于5m/s； 其中，PWM微机控制器（13）主要用于产生脉宽和频率可调的PWM脉冲、接收放电电流信号、发出相关控制指令，PWM微机控制器（13）发出的PWM脉冲经IGBT驱动电路（14）光电隔离并进行功率放大后，驱动IGBT模块；PWM微机控制器（13）和IGBT驱动电路（14）由辅助电源（15）供电；控制键操作盘（16）连接到PWM微机控制器（13）；控制参数显示仪表（17）用于显示分配式高频高压电源装置的放电功率、放电电流、驱动电压、激励频率；由电流传感器（11）发出的电流反馈信号经放电电流信号输入接口（20）输入。