静电收尘器高频逆变高压电源装置

本实用新型属于静电收尘器高压装置，主要提出一种静电收 尘器的高频逆变高压电源装置。

静电收尘器高压装置现有技术多采用工频(50Hz)可控硅调 相，再升压整流获得高压(100KV左右，5-30MA)，此技术由于 频率低，故高压变压器庞大，20MA级的高压油箱重达230Kg以上 且一次升压变压器损坏率很高，可靠性难以保证；近来提出的逆 变高压电源采用一般双极性三极管，需把220V交流通过工频变压 器降压至50V，再整流滤波，逆变升压，最后由倍压电路提供高 压；该装置仍不能脱离工频变压器，且双极性功率管开关频率只 能在5KC以下，故20MA级的设备重量仍在180Kg左右。

本实用新型提出新型高频逆变静电收尘器高压电源装置的目 的即在于使其具有轻便、运行可靠的特点，克服现有高频逆变高 压电源装置的不足。

本实用新型完成其发明任务所采取的技术方案是：采用IPM 智能功率模块对经整流滤波后的电源进行高频逆变，半桥调制为 20KC交流方波，经高频变压器升压和倍压电路输出高压接入静电 除尘器筒体；IPM的驱动采用等宽调频驱动电路，等宽调频驱动 电路由调频信号电路和脉宽调制电路及光电隔离电路构成，调频 信号电路输出4-40KC调频信号，脉宽调制电路输出2KC-20KC的 交替产生的两组对称脉冲分别对应IPM的两个功率管导通，并经 光电耦合芯片光电隔离与IPM相连接。

为保证电源装置正常工作，设置由定时器和两个光电耦合器 构成的保护电路以对IPM输出的低电平信号进行处理，使脉宽调 制电路和IPM延迟工作。

本实用新型采用IPM智能功率模块和等宽调频技术，使逆变 效率优于90％，并使得体积减小，高压油箱只有53Kg，只需少许 更改油箱机械设计可以使重量小于25Kg，本实用新型电路设计可 杜绝装置内过热现象的产生且对外部短路、过流欠压反应较快。

附图提供了本实用新型实施例的电原理图。

以下结合附图对本实用新型电源装置加以详细说明：

由附图所示：本实用新型对交流220V电源经过整流桥2LQ1 全波整流，电容器C9-C12滤波变成直流，其中C11、C12为电解电容 器，用以滤除低频成分，C9、C10为高频薄膜电容，用以滤除高频 成分，由此电路产生约260V的直流电压，C13用以隔除变压器B1初 级的直流成分；260V电压的正端与IPM的第一个功率管的C1相连， 其负端和IPM的第二个功率管的B2相连，滤波电容的中点即C9、 C10、C11、C12的公共点通过C3、B1连结于IPM对管的公共端E1、C2 上，构成公知的半桥调制电路，高频变压器B1采用高频磁性材料 并把初级电压提升到14KV以上。C14-C19为倍压电容，与D2- D7高压硅堆结合在一起构成常规地倍压电路，把次级的交流电 压升高6倍，并变成85KV以上的直流电压V0，V0直接加到静电收 尘器的筒体上即可起到收尘作用，静电收尘器的筒体和其它机械 结构采用现有技术的结构，没有加以改进。

IPM的等宽调频驱动电路由调频信号输出电路，脉宽调制电 路和光电隔离电路构成，调频信号输出电路可采用双定时器556 芯片(IC1)，+5V电源加到电源端14和地端7上，同时+5V要 加到4、10引脚起置位作用，556的8-13引脚构成第一个定时器， 1-6脚引脚构成第二个定时器，产生4-40KC的定时信号，该信 号低电平脉冲宽度10μS，脉冲周期(对应终端输出调频信号周 期的一半)由电位器W1、R1和定时电容C1决定，R1对应最高频率 40KC，调节W1实现宽范围的频率变化，R2决定输出低电平脉冲 的宽度，C2为消振电容，为了正确地驱动脉宽调制器TL494(IC2) 从9脚输出的脉冲信号再加到第二定时器的输入端6脚进行反相处 理，第二定时器中，C3为定时电容，C4为消振电容，R3、C3决定 了它的输出高电平脉冲宽度(约21μS)，该信号从5脚引出，经 过R4加到IC2的振荡电容C5上。脉宽调制器TL494(IC2)地端为 7脚，+12V电源加到8、11、12引脚，13、14连在一起输出参考 电源+5V，15、16脚为TL494的一组输入端，因闲置不用，故连 在一起再接到地线上。另一组输入端为1、2脚，其中1脚加以2.5V 的比较电压，该电位经参考电源经R5、R7分压取得，2脚所加电 位由参考电源经R6、R8分压取得，微调R6使等宽脉冲为18μS。 2脚到3脚并连的R10和C20起消振作用，死区控制端4脚和地之间连接 电阻R9使系统工作时4脚为低电平。6脚为定时电阻端，闲置不用。 5脚的接地电容C5和IC1的输出电阻R4决定等宽脉冲的宽度，从 IC1施加到IC2的4-40KC调频信号经IC2处理后，从IC2的9、10脚 产生一对2KC-20KC的对称脉冲，9脚输出的脉冲对应IPM的第一 个功率管导通，10脚输出的脉冲对应第二个功率管导通，两组脉 冲应该交替对称的产生，为了使IC2的输出信号与IPM相连结，必 须进行充电隔离。IC3和IC4为6N137光耦芯片，1、4脚为控制端 闲置不用。从IC2来的控制信号经过限流电阻R11、R12到光耦的发 光管正极2脚上，3脚为发光管负极接至地线上，8脚为封锁端， 要和电源7脚一起接到+5V上，该+5V是由+15V电源加到IPM模块 后由IPM产生的基准电源SPR和SNR。光耦输出端6分别接于IPM的输 入端CN1和CP1，光耦低电位端5脚分别与IPM的VPC和VNC相接，7脚 分别与IPM的SPR、SNR相连，当CP1和CN1的等宽调频脉冲作用于 IPM后，IPM的一对功率管就产生了交变的功率输出。

保护电路由IC5-IC7完成，IPM对短路、过流、负压及过 热故障能在2μS之间作出反应，立即停止工作，从FPO和FNO输出 18as的低电平信号，该信号必须加以延长，以便一次故障后让设备 使用者马上去排除，这样才不至于使故障重复出现以致损坏设备。 因此把FPO和FNO产生的故障信号反馈到IC6和IC7，IC6和IC7为光 耦PC817，1脚为发光管正极，接对应的+15V电源，2脚为发光管负极， 接FPO和FNO，3脚为光电管发射极，4脚为集电极，IC6和IC7集电 极相连，集电极电阻R15接到+12V电源上，于是两故障信号发生 相“或”作用，一起送入IC5的输入端2脚，IC5为定时器555芯 片，1脚为接地端，+12V电源加到电源端8和置位端4脚，5脚对地 接消振电容C7，6、7相连对地加定时电容C6，R14和C6决定定时间 隔5S。当18as的故障低电平信号加到2脚时，从3脚输出一个宽5S 的高电平信号，通过故障显示发光管LED1和R13加到IC2的死区控 制端4脚封锁494工作，停止脉冲输出5S。IC6、IC7的4脚对地连 结的D1、R16、C8电路将保证系统上电时从4脚产生一个低电平信 号，迫使TL494，IPM延迟5S工作，以等待滤波电路建立起260V的直 流电压。