具有火花擊穿快速關斷電路的高頻高壓電源的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高壓靜電除塵器用高頻高壓電源，尤其是一種可及時可靠地檢測 到火花擊穿并快速關斷IGBT，且可將火花擊穿發(fā)生的短暫信號進行鎖存進行火花中斷后續(xù) 處理，避免發(fā)生拉弧，縮短了從火花擊穿至電壓再次上升至最大值的時間，可提高系統(tǒng)穩(wěn)定 性及除塵效率，避免電能浪費的具有火花擊穿快速關斷電路的尚頻尚壓電源。
【背景技術】
[0002] 高壓靜電除塵器是在高壓電場力的作用下，使帶電塵粒沉積在電極上，從而將塵 粒從含塵氣體中分離出來的除塵裝置，已廣泛應用于電力、冶金、建材、化工、石油、紡織、鍋 爐、鋼鐵等行業(yè)?，F(xiàn)有的高壓靜電除塵器專用大功率高頻高壓電源均設有與三相電相接的 高頻逆變單元，高頻逆變單元的輸出與高頻升壓單元相接，同時還設有與CPU相接的輸出電 流檢測電路，由CPU根據(jù)所檢測的輸出電流控制觸發(fā)驅動單元驅動高頻逆變單元中的IGBT。 因除塵器內部存在著氣流不穩(wěn)定以及極板極線形變等問題，基本上會以60次/分鐘左右的 頻率隨機發(fā)生高壓火花擊穿。設備負載正常時的輸出電流波形如圖1所示;火花擊穿發(fā)生瞬 間的輸出電流波形如圖2所示;若出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象時的輸出電流波形如圖3所示。由于在輸出 端火花擊穿時，輸出電流只存在短暫的增加現(xiàn)象，因此現(xiàn)有的高頻高壓電源均無法保證及 時且準確地在高頻電源火花擊穿的瞬間捕捉到火花擊穿信號，只能靠除塵器內部已經(jīng)出現(xiàn) 的長時間的拉弧特性來檢測火花擊穿發(fā)生，繼而才由CPU進行軟件的火花中斷處理。設備長 時間拉弧，不僅降低除塵效率、造成電能浪費，而且還存在著設備損壞的風險。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術所存在的上述技術問題，提供一種可及時可靠地檢測 到火花擊穿并快速關斷IGBT，且可將火花擊穿發(fā)生的短暫信號進行鎖存進行火花中斷后續(xù) 處理，避免發(fā)生拉弧，縮短了從火花擊穿至電壓再次上升至最大值的時間，可提高系統(tǒng)穩(wěn)定 性及除塵效率，避免電能浪費的具有火花擊穿快速關斷電路的尚頻尚壓電源。
[0004]本發(fā)明的技術解決方案是：一種具有火花擊穿快速關斷電路的尚頻尚壓電源，有 CPU，CPU控制觸發(fā)驅動單元驅動高頻逆變單元，高頻逆變單元的輸出與高頻升壓單元相接， 其特征在于:設有與高頻升壓單元輸出電流相接的采樣電路，采樣電路的輸出依次通過第 一次電壓跟隨電路、第一次信號高速隔離電路、第二次電壓跟隨電路、高速電壓比較電路、 第二次信號高速隔離電路與火花信號鎖存及處理電路相接，火花信號鎖存及處理電路的輸 出一路與CPU相接，另一路與觸發(fā)驅動單元相接，所述CPU通過火花信號鎖存及處理電路控 制觸發(fā)驅動單元。
[0005] 所述火花信號鎖存及處理電路設有RS觸發(fā)器U7，RS觸發(fā)器U7的U7-10腳與第二次 信號高速隔離電路的輸出相接，RS觸發(fā)器的U7-9輸出分兩路：一路通過二極管D2連接至 CPU;另一路分別接或門U8D的U8D-12腳和或門U8A的U8A-1腳；或門U8的U8D-13腳接CPU的 PFM-BC腳，或門U8A的U8A-2腳接CPU的PFM-AD腳;或門U8D的U8D-11輸出為觸發(fā)信號OUT-BC， 或門U8A的U8A-3腳輸出為觸發(fā)信號OUT-AD; RS觸發(fā)器U7的U7-8腳與發(fā)光二極管Dl的陰極相 接，發(fā)光二極管Dl的陽極通過電阻Rll接電源工作電壓Ucc2，RS觸發(fā)器U7的U7-13腳連接至 CPU，RS觸發(fā)器U7的U7-11腳、U7-12腳接電源地。
[0006] 所述采樣電路設有相串聯(lián)的電阻Rl、R2,電阻R2-端與濾波電容Cl相接，另一端接 電源地。
[0007] 所述第一次電壓跟隨電路設有高速運放Ul，高速運放Ul的U1-3腳與濾波電容Cl相 接，U1-2腳與U1-6腳相接后與電阻R3相接;U1-7腳和U1-4分別與工作電壓+Uccl、- Uccl相 接。
[0008] 所述第一次信號高速隔離電路設有高速運放U2,高速運放U2的U2-3腳與電阻R3另 一端相接，高速運放U2的U2-6腳通過電阻R4與高速線性光耦U3的U3-1腳相接，高速運放U2 的U2-2腳與高速線性光耦U3的U3-3腳相接，電容C2與高速運放U2的U2-6腳和U2-2腳相接， 高速線性光耦U3的U3-4腳接電源地，高速線性光耦U3的U3-6腳接工作電壓+Uccl，高速線性 光耦U3的U3-5腳為輸出端。
[0009] 所述第二次電壓跟隨電路設有高速運放U4,高速運放U4的U4-3腳通過電阻R5接 電源地，U4-2腳與U4-6腳相接后與電阻R6相接;U4-7腳和U4-4分別與工作電壓+UccU-Uccl相接。
[0010] 所述高速電壓比較電路設有高速電壓比較器U5,高速電壓比較器U5的U5-4腳與電 阻R6的另一端相接，高速電壓比較器U5的U5-5腳與相串聯(lián)的電阻R7、R8相接，電阻R7的另一 端與工作電壓+Uccl相接，電阻R8的另一端接電源地，電阻R8兩端與濾波電容C3并聯(lián)，高速 電壓比較器U5的U5-2腳為輸出端。
[0011] 所述第二次信號高速隔離電路設有高速光耦U6,高速光耦U6的U6-3腳與高速電壓 比較器U5的U5-2腳相接，高速光耦U6的U6-4腳接電源地，高速光耦U6的U6-6腳與電阻R9和 電阻RlO相接，電阻R9的另一端與工作電壓Ucc2相接，電阻RlO的另一端與電容C4相接后接 電源地。
[0012] 本發(fā)明在火花擊穿發(fā)生的瞬間及時可靠地檢測到火花擊穿并快速關斷IGBT，避免 拉弧現(xiàn)象發(fā)生;可將火花擊穿發(fā)生的短暫信號進行鎖存進行火花中斷后續(xù)處理，縮短了從 火花擊穿至電壓再次上升至最大值的時間，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，避免電能浪費，提高除塵效 率。本發(fā)明同時還具有電路簡單、無需人工調試及抗干擾能力強等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0013] 圖1是除塵設備負載正常時的輸出電流波形圖1。
[0014] 圖2是火花擊穿發(fā)生瞬間的輸出電流波形圖。
[0015] 圖3是出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象時的輸出電流波形圖。
[0016] 圖4是是本發(fā)明實施例的電路原理框圖。
[0017] 圖5是本發(fā)明實施例的具體線路圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面將結合【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】。如圖1所示:一種具有火花擊穿快速 關斷電路的尚頻尚壓電源，如現(xiàn)有技術，有CPU，CPU控制觸發(fā)驅動單兀驅動尚頻逆變單兀， 高頻逆變單元的輸出與高頻升壓單元相接，與現(xiàn)有技術所不同的是設有與高頻升壓單元輸 出電流相接的采樣電路，采樣電路的輸出依次通過第一次電壓跟隨電路、第一次信號高速 隔離電路、第二次電壓跟隨電路、高速電壓比較電路、第二次信號高速隔離電路與火花信號 鎖存及處理電路相接，火花信號鎖存及處理電路的輸出一路與CPU相接，另一路與觸發(fā)驅動 單元相接，所述CHJ通過火花信號鎖存及處理電路控制觸發(fā)驅動單元。
[0019] 具體線路如圖2所示： 所述采樣電路設有相串聯(lián)的電阻R1、R2,電阻R2-端與濾波電容Cl相接，另一端接電源 地， 所述第一次電壓跟隨電路設有高速運放Ul，高速運放Ul的U1-3腳與濾波電容Cl相接， U1-2腳與U1-6腳相接后與電阻R3相接;U1-7腳和U1-4分別與工作電壓+Uccl(+12V)、_ Uccl (-12V)相接。
[0020] 所述第一次信號高速隔離電路設有高速運放U2,高速運放U2的U2-3腳與電阻R3另 一端相接，高速運放U2的U2-6腳通過電阻R4與高速線性光耦U3的U3-1腳相接，高速運放U2 的U2-2腳與高速線性光耦U3的U3-3腳相接，電容C2與高速運放U2的U2-6腳和U2-2腳相接， 高速線性光耦U3的U3-4腳接電源地，高速線性光耦U3的U3-6腳接工作電壓+Uccl，高速線性 光耦U3的U3-5腳為輸出端。
[0021] 所述第二次電壓跟隨電路設有高速運放U4,高速運放U4的U4-3腳通過電阻R5接電 源地，U4-2腳與U4-6腳相接后與電阻R6相接;U4-7腳和U4-4分別與工作電壓+Uccl、- Uccl 相接。
[0022] 所述高速電壓比較電路設有高速電壓比較器U5,高速電壓比較器U5的U5-4腳與電 阻R6的另一端相接，高速電壓比較器U5的U5-5腳與相串聯(lián)的電阻R7、R8相接，電阻R7的另一 端與工作電壓+Uccl相接，電阻R8的另一端接電源地，電阻R8兩端與濾波電容C3并聯(lián)，高速 電壓比較器U5的U5-2腳為輸出端。
[0023]所述第二次信號高速隔離電路設有高速光耦U6,高速光耦U6的U6-3腳與高速電壓 比較器U5