本發(fā)明涉及高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)是生成高電壓脈沖的裝置，用在電氣集塵裝置或者除臭系統(tǒng)等環(huán)境設(shè)備中。

高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)用在電氣集成裝置中時，高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)將脈沖電壓施加到放電電極上，以通過放電電極產(chǎn)生電暈放電，從而使陰離子在空氣中放電。由此施加到空氣中的陰離子包圍空氣中的粉塵，使粉塵(-)離子化。

高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)將直流電壓施加到集塵板上，以使電離的粉塵向集塵板移動，從而使陰離子通過集塵板再次回到電源。由此，失去陰離子的粉塵無法繼續(xù)停留在集塵板上而往下下落，從而被收集在收集室(未圖示)。

一般的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)作為用于向電氣集塵器施加高電壓的開關(guān)元件采用高電壓晶閘管二極管開關(guān)(TDS、Thyristor Diode Switch)。韓國公開特許第1999-0071188號(以下稱為‘在先技術(shù)文獻(xiàn)’)中公開了高電壓晶閘管二極管開關(guān)的一例。

在高電壓晶閘管二極管開關(guān)中，晶閘管以及與該晶閘管反向并聯(lián)的二極管構(gòu)成一個模塊。根據(jù)負(fù)載所需的電壓，以串聯(lián)方式堆疊(stack)多個高電壓晶閘管二極管開關(guān)，從而構(gòu)成高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)。

隨著構(gòu)成現(xiàn)有的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)的晶閘管停產(chǎn)，作為其替代開關(guān)提出過絕緣柵雙極型晶體管(IGBT、Insulated Gate Bipolar Transistor，以下稱為‘IGBT’)。

然而，由于晶閘管是電流驅(qū)動型元件而IGBT是電壓驅(qū)動型元件，其驅(qū)動機制不同，因此不能將由晶閘管構(gòu)成的高電壓脈沖系統(tǒng)的驅(qū)動機制照搬套用到由IGBT構(gòu)成的高電壓脈沖系統(tǒng)上。因此，需要一種能夠適用于由IGBT構(gòu) 成的高電壓脈沖系統(tǒng)的新的驅(qū)動機制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

所要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明旨在解決上述的問題，其目的在于，提供一種將通過電壓來驅(qū)動的IGBT用作開關(guān)元件的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)以及包含該高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)的電氣集塵裝置。

此外，本發(fā)明的另一目的在于，提供一種能夠使串聯(lián)的多個開關(guān)元件的通斷時間同步且使各開關(guān)元件的驅(qū)動電路彼此隔離的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)以及包含該高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)的電氣集塵裝置。

此外，本發(fā)明的又另一目的在于，提供一種能夠從火花中保護開關(guān)元件的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)以及包含該高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)的電氣集塵裝置。

此外，本發(fā)明的又另一目的在于，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)短脈沖寬度的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)以及包含該高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)的電氣集塵裝置。

此外，本發(fā)明的又另一目的在于，提供一種能夠從負(fù)載產(chǎn)生的過電壓保護開關(guān)元件的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)以及包含該高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)的電氣集塵裝置。

此外，本發(fā)明的又另一目的在于，提供一種能夠簡化電路結(jié)構(gòu)的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)以及包含該高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)的電氣集塵裝置。

解決技術(shù)問題的方法

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一實施方式涉及的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，包括：諧振電路部，隨著從電壓源提供電壓而被充電，以生成正弦波形的諧振電流；以及多個開關(guān)部，彼此串聯(lián)，用于控制所述諧振電流的流通，其中，所述開關(guān)部包括：開關(guān)元件，由電力半導(dǎo)體開關(guān)以及與所述電力半導(dǎo)體開關(guān)反向并聯(lián)的二極管構(gòu)成；以及開關(guān)元件控制部，與所述諧振電流的周期聯(lián)動而生成并施加第一門信號，所述第一門信號使所述電力半導(dǎo)體開關(guān)在規(guī)定時間內(nèi)保持閉合狀態(tài)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的另一實施方式涉及的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，包括：LC諧振電路部，隨著從電壓源提供電壓而被充電，以生成正弦波形的諧振電流；多個開關(guān)部，彼此串聯(lián)，根據(jù)基于觸發(fā)信號生成的 控制信號控制所述諧振電流的流通；以及觸發(fā)信號發(fā)送部，以無線方式將所述觸發(fā)信號傳輸?shù)剿龆鄠€開關(guān)部，其中，所述控制信號使所述開關(guān)部的電力半導(dǎo)體開關(guān)在預(yù)定時間內(nèi)保持閉合狀態(tài)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的另一實施方式涉及的電氣集塵裝置，其特征在于，包括：集塵器本體，用于除去包含在廢氣中的粉塵，其包括放電電極以及集塵板；以及高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)，向所述集塵器本體施加電源，其中，所述高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)包括：脈沖電壓源，供給用于生成脈沖電壓的電壓；直流電壓源，供給用于生成起動電壓的電壓；諧振電路部，隨著從電壓源提供電壓而被充電，以生成正弦波形的諧振電流；以及多個開關(guān)部，彼此串聯(lián)，用于控制所述諧振電流的流通，其中，所述開關(guān)部包括：開關(guān)元件，由電力半導(dǎo)體開關(guān)以及與所述電力半導(dǎo)體開關(guān)反向并聯(lián)的二極管構(gòu)成；以及開關(guān)元件控制部，生成用于使所述電力半導(dǎo)體開關(guān)在規(guī)定時間內(nèi)保持閉合狀態(tài)的第一門信號，并將所生成的第一門信號施加到所述電力半導(dǎo)體開關(guān)。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供適用于將通過電壓來驅(qū)動的IGBT用作開關(guān)元件的系統(tǒng)的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)。

此外，根據(jù)本發(fā)明，使串聯(lián)的多個開關(guān)元件的通斷時間同步，且使驅(qū)動電路彼此隔離，從而減少開關(guān)元件之間的電壓不平衡引起的開關(guān)元件損壞。

此外，根據(jù)本發(fā)明，能夠從負(fù)載產(chǎn)生的火花有效保護開關(guān)元件。

此外，根據(jù)本發(fā)明，通過將晶閘管替換為IGBT，能夠生成具有100μs以下的短脈沖寬度的諧振電流。

此外，根據(jù)本發(fā)明，通過附加過電壓防止電路，能夠從過電壓保護開關(guān)元件。

此外，根據(jù)本發(fā)明，可以利用施加于開關(guān)元件兩端的電壓本身來生成供給到內(nèi)部電路的電源，從而能夠簡化電路結(jié)構(gòu)。

此外，根據(jù)本發(fā)明，使用額定電壓高的IGBT來代替額定電壓低的晶閘管，從而在相同的條件下不僅能夠減少開關(guān)元件的數(shù)量，還因為IGBT的價格與晶閘管相比低廉，從而能夠在整體上降低高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)的價格。

此外，根據(jù)本發(fā)明，與晶閘管相比，IGBT的重量輕，從而能夠減小高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)的總重量。

此外，根據(jù)本發(fā)明，IGBT的驅(qū)動電路為無線絕緣型，因此串聯(lián)的多個IGBT可以執(zhí)行精確地同步切換，由此能夠從集塵器的火花徹底保護IGBT，從而能夠大幅降低IGBT的損壞率，因此不僅能夠提高高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)的可靠性，還能節(jié)省售后服務(wù)費用。

附圖說明

圖1是概略示出本發(fā)明的一實施例涉及的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖2是示出圖1所示的開關(guān)部結(jié)構(gòu)的方框圖。

圖3是示出圖2所示的開關(guān)元件控制部結(jié)構(gòu)的方框圖。

圖4是對門觸發(fā)信號、第一門信號以及諧振電流的波形進(jìn)行比較的曲線圖。

圖5是示出圖1所示的開關(guān)部的實現(xiàn)例的電路圖。

圖6是概略示出門觸發(fā)信號發(fā)送部結(jié)構(gòu)的方框圖。

附圖標(biāo)記：

100：高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)

110：脈沖電壓源

120：直流電壓源

130：諧振電路部

140a～140n：開關(guān)部

L：負(fù)載

150：電氣集塵裝置

160：門觸發(fā)信號發(fā)送部

170：第一分離部

180：第二分離部

210：開關(guān)元件

220：開關(guān)元件控制部

230：過電壓發(fā)生檢測部

240：驅(qū)動電壓生成部

250：緩沖電路

260：顯示部

270：門觸發(fā)信號接收部

具體實施方式

本說明書中所使用的術(shù)語的含義應(yīng)理解為如下。

除非文章中明確的另有定義，單數(shù)表示包括復(fù)數(shù)表示，“第一”、“第二”等術(shù)語只是用來區(qū)分一個構(gòu)成要素和另一個構(gòu)成要素，權(quán)利要求的范圍不受這些術(shù)語限制。

應(yīng)理解為，“包括”或者“具有”等術(shù)語不排除存在或增加一個或多個其它特征或者數(shù)字、步驟、動作、構(gòu)成要素、部件或者其組合的可能性。

應(yīng)理解為，術(shù)語“至少一個”表示包括通過一個以上的相關(guān)項目能夠提供的所有組合。例如，“第一項目、第二項目以及第三項目中的至少一個”的意思，不僅分別表示第一項目、第二項目以及第三項目，也表示能夠由第一項目、第二項目以及第三項目中的兩個以上提供的所有項目的組合。

以下為了便于說明，在說明結(jié)構(gòu)時對相同的結(jié)構(gòu)賦予相同的附圖標(biāo)記。

下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)

圖1是概略示出本發(fā)明的一實施例涉及的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的電路圖。

如圖1所示，本發(fā)明的一實施例涉及的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100包括諧振電路部130以及多個開關(guān)部140a～140n。此外，圖1所示的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100可以進(jìn)一步包括脈沖電壓源110以及直流電壓源120。為了便于說明，圖1示出了高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100包括脈沖電壓源110以及直流電壓源120，然而也可以只由諧振電路部130以及多個開關(guān)部140a～140n來構(gòu)成高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100，脈沖電壓源110以及直流電壓源120也可以通過單獨的系統(tǒng)來實現(xiàn)。

此外，為了便于說明，圖1示出了高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100作為負(fù)載L適用于電氣集塵裝置150的結(jié)構(gòu)，然而本發(fā)明涉及的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100不僅適用于電氣集塵裝置150也可以適用于需要施加高電壓的各種設(shè)備(例如，除臭系統(tǒng)等)。

如圖1所示，本發(fā)明的一實施例涉及的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100，用于生成脈沖電壓的脈沖電壓源110和用于生成直流高電壓的直流電壓源120彼此分離而獨立構(gòu)成，從而獨立控制直流高電壓和脈沖電壓。

脈沖電壓源110生成正(+)直流電壓，該正直流電壓用以生成輸出到負(fù)載L的脈沖電壓V_PS。在本發(fā)明中，脈沖電壓源110生成正(+)直流電壓是為了使負(fù)載L(例如，電氣集塵裝置的放電電極)接收負(fù)脈沖電壓。即，雖然通過脈沖電壓源110生成并輸出正脈沖電壓，但是以電氣集塵裝置150的放電電極為基準(zhǔn)電位時，生成負(fù)脈沖電壓并施加到放電電極。

直流電壓源120生成起動電壓V_DC，在一實施例中，如圖1所示，直流電壓源120生成并輸出負(fù)(-)直流電壓。在本發(fā)明中，直流電壓源120生成并輸出負(fù)(-)直流電壓是為了向采用高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100的負(fù)載L(例如，電氣集塵裝置的放電電極)供給負(fù)(-)直流電壓從而在負(fù)載L的內(nèi)部產(chǎn)生放電。

諧振電路部130隨著從電壓源110、120提供電壓而被充電，以生成正弦波形的諧振電流。在一實施例中，諧振電路部130可以包括彼此串聯(lián)的諧振電感L_S以及諧振電容C_S。諧振電路部130隨著多個開關(guān)部140a～140n的閉合(on)而成為閉合電路，從而通過充電于諧振電容C_S中的脈沖電壓來使諧振電流流通。

多個開關(guān)部140a～140n相互串聯(lián)，用以控制諧振電流的流通。如此，本發(fā)明通過串聯(lián)多個開關(guān)部140a～140n，能夠開關(guān)數(shù)kV至數(shù)百kV以上的高電壓。

具體來說，當(dāng)開關(guān)部140a～140n處于閉合狀態(tài)時，諧振電路部130形成閉合電路(closed loop)，從而使諧振電流流通。當(dāng)開關(guān)部140a～140n處于斷開狀態(tài)時，諧振電路部130形成開環(huán)電路(open loop)，從而切斷諧振電流的流通。

在一實施例中，本發(fā)明涉及的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100為了預(yù)防開關(guān)部140a～140n之間的電壓不均勻分布引起的開關(guān)部140a～140n損壞，可以使多個開關(guān)部140a～140n的通斷時間同步。

此外，本發(fā)明涉及的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100，在諧振電流中的正(+)諧振電流流通的整個第一時間區(qū)間內(nèi)使開關(guān)部140a～140n保持閉合狀態(tài)。此 外，本發(fā)明涉及的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100，在諧振電流中的負(fù)(-)諧振電流流通的第二時間區(qū)間中的至少一部分時間區(qū)間內(nèi)使開關(guān)部140a～140n保持閉合狀態(tài)。由此，本發(fā)明能夠預(yù)防由于火花引起的開關(guān)部140a～140n損壞。

以下，參照圖2，更具體地說明這種多個開關(guān)部140a～140n的結(jié)構(gòu)。

圖2是示出本發(fā)明的一實施例涉及的開關(guān)部結(jié)構(gòu)的方框圖。

為了便于說明，圖2僅示出了多個開關(guān)部140a～140n中的任一個開關(guān)部140a的結(jié)構(gòu)。其余開關(guān)部140b～140n的結(jié)構(gòu)也跟圖2所示的開關(guān)部140a相同。

如圖2所示，本發(fā)明涉及的開關(guān)部140a包括開關(guān)元件210以及開關(guān)元件控制部220。此外，開關(guān)部140a可以額外包括過電壓發(fā)生檢測部230、驅(qū)動電壓生成部240、緩沖電路250、顯示部260以及門觸發(fā)信號接收部270。

為了便于說明，圖2示出了開關(guān)部140a包括過電壓發(fā)生檢測部230、驅(qū)動電壓生成部240、緩沖電路250、顯示部260以及門觸發(fā)信號接收部270，然而也可以只由開關(guān)元件210以及開關(guān)元件控制部220來構(gòu)成開關(guān)部140a，而過電壓發(fā)生檢測部230、驅(qū)動電壓生成部240、緩沖電路250、顯示部260以及門觸發(fā)信號接收部270也可以由單獨的裝置來實現(xiàn)。

開關(guān)元件210通過閉合或斷開動作來控制諧振電流的流通。開關(guān)元件210可以由通過門信號閉合或斷開的電力半導(dǎo)體開關(guān)(未圖示)以及與電力半導(dǎo)體開關(guān)反向并聯(lián)的二極管(未圖示)來構(gòu)成。

此時，電力半導(dǎo)體開關(guān)在諧振電流中的正(+)諧振電流流通的整個第一時間區(qū)間內(nèi)保持閉合狀態(tài)。此外，電力半導(dǎo)體開關(guān)在諧振電流中的負(fù)(-)諧振電流流通的第二時間區(qū)間中的至少一部分時間區(qū)間內(nèi)保持閉合狀態(tài)。

在一實施例中，電力半導(dǎo)體開關(guān)可以由絕緣柵雙極型晶體管(IGBT、Insulated Gate Bipolar Transistor)來實現(xiàn)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有的晶閘管無法實現(xiàn)的100μs以下的短脈沖寬度。不同于通過電流驅(qū)動的晶閘管，IGBT是通過電壓來驅(qū)動的元件，因此只有在施加至IGBT的門信號閉合的區(qū)間內(nèi)導(dǎo)通。

接著，開關(guān)元件控制部220生成用于使電力半導(dǎo)體開關(guān)閉合的門信號，并施加到電力半導(dǎo)體開關(guān)的柵端子。

本發(fā)明在諧振電流中的正(+)諧振電流流通的整個第一時間區(qū)間內(nèi)以及負(fù)(-)諧振電流流通的第二時間區(qū)間中的至少一部分時間區(qū)間內(nèi)要使電力半 導(dǎo)體開關(guān)保持閉合狀態(tài)。因此，開關(guān)元件控制部220生成用于使電力半導(dǎo)體開關(guān)在該時間區(qū)間內(nèi)保持閉合狀態(tài)的第一門信號，并將所生成的第一門信號施加到電力半導(dǎo)體開關(guān)。

參照圖3更具體地說明開關(guān)元件控制部220的結(jié)構(gòu)。

圖3是示出本發(fā)明的一實施例涉及的開關(guān)元件控制部結(jié)構(gòu)的方框圖。

如圖3所示，開關(guān)元件控制部220包括第一信號轉(zhuǎn)換部310、第一門信號生成部320、第二信號轉(zhuǎn)換部330、第二門信號生成部340以及門驅(qū)動器350。

第一信號轉(zhuǎn)換部310從門觸發(fā)信號接收部270接收門觸發(fā)信號并轉(zhuǎn)換為電信號。第一信號轉(zhuǎn)換部310從轉(zhuǎn)換成電信號的門觸發(fā)信號中檢測出上升沿(rising edge)或者下降沿(falling edge)。當(dāng)檢測到上升沿或者下降沿時，第一信號轉(zhuǎn)換部310向第一門信號生成部320通知檢測到上升沿或者下降沿，從而生成第一門信號。

第一門信號生成部320與通過第一信號轉(zhuǎn)換部310檢測的門觸發(fā)信號的上升沿或者下降沿同步生成第一門信號，該第一門信號能夠使電力半導(dǎo)體開關(guān)在諧振電流中的正(+)諧振電流流通的整個第一時間區(qū)間內(nèi)以及負(fù)(-)諧振電流流通的第二時間區(qū)間中的至少一部分時間區(qū)間內(nèi)保持閉合狀態(tài)。

由此，電力半導(dǎo)體開關(guān)在相當(dāng)于第一脈沖寬度的時間區(qū)間內(nèi)保持閉合狀態(tài)。

圖4示出了對門觸發(fā)信號、第一門信號以及諧振電流的波形進(jìn)行比較的曲線圖。

如圖4所示，可知通過第一門信號生成部320生成的第一門信號Vg具有第一脈沖寬度W1，該第一門信號Vg與門觸發(fā)信號V_PD的上升沿同步，能夠使電力半導(dǎo)體開關(guān)在諧振電流Im中的正(+)諧振電流S_(n)流通的整個第一時間區(qū)間1/2Ts內(nèi)以及負(fù)(-)諧振電流D_(n)流通的第二時間區(qū)間中的至少一部分時間區(qū)間T_E內(nèi)保持閉合狀態(tài)。

如此，第一門信號生成部320生成第一門信號，以使電力半導(dǎo)體開關(guān)不僅在正(+)諧振電流S_(n)流通的整個第一時間區(qū)間1/2Ts內(nèi)而且也在負(fù)(-)諧振電流D_(n)流通的第二時間區(qū)間中的至少一部分時間區(qū)間T_E內(nèi)保持閉合狀態(tài)，所以即使從負(fù)載L產(chǎn)生火花，由于電力半導(dǎo)體開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而保護電力半導(dǎo)體開關(guān)。

在一實施例中，第一門信號生成部320可以生成第一門信號，該第一門信號具有與由其它開關(guān)元件控制部(未圖示)所包含的第一門信號生成部(以下稱為‘其它第一門信號生成部’)生成的第一門信號相同的上升斜率(Rising slope)。此時，上升斜率是指電力半導(dǎo)體開關(guān)為IGBT時的dv/dt。

本發(fā)明涉及的第一門信號生成部320生成與由其它第一門信號生成部所生成的第一門信號具有相同上升斜率的第一門信號的原因在于，如果從各開關(guān)部生成的第一門信號的上升斜率不同，則無法使電力半導(dǎo)體開關(guān)之間的通斷時間同步，由此會發(fā)生電力半導(dǎo)體開關(guān)之間的電壓不均勻分布引起的開關(guān)損壞的問題。

因此，通過使第一門信號生成部320生成具有與由其它第一門信號生成部生成的第一門信號相同上升斜率的第一門信號，能夠使電力半導(dǎo)體開關(guān)之間的通斷時間同步，由此使電力半導(dǎo)體開關(guān)更可靠地動作。

再次參照圖3，第二信號轉(zhuǎn)換部330將由過電壓發(fā)生檢測部230施加的過電壓發(fā)生檢測信號轉(zhuǎn)換為第二門信號生成部340能夠識別的信號。

在一實施例中，由于由過電壓發(fā)生檢測部230施加的過電壓發(fā)生檢測信號的電壓電平高于第二門信號生成部240所能識別的信號的電壓電平，因此第二信號轉(zhuǎn)換部330可以對由過電壓發(fā)生檢測部230施加的過電壓發(fā)生檢測信號的電壓電平進(jìn)行下轉(zhuǎn)換(Down conversion)后提供給第二門信號生成部340。

若從第二信號轉(zhuǎn)換部330接收到過電壓發(fā)生檢測信號，則第二門信號生成部340與過電壓發(fā)生檢測信號同步生成具有第二脈沖寬度的第二門信號，所述第二門信號能夠使電力半導(dǎo)體開關(guān)在預(yù)設(shè)的時間內(nèi)保持閉合狀態(tài)。第二門信號生成部340通過將第二門信號施加到電力半導(dǎo)體開關(guān)的柵端子，使電力半導(dǎo)體開關(guān)至少在發(fā)生過電壓的時間內(nèi)保持閉合狀態(tài)，從而更為安全地從過電壓保護電力半導(dǎo)體開關(guān)。

門驅(qū)動器350將由第一門信號生成部320生成的第一門信號以及由第二門信號生成部340生成的第二門信號轉(zhuǎn)換為適合于電力半導(dǎo)體開關(guān)的信號并施加到電力半導(dǎo)體開關(guān)的柵端子。在一實施例中，門驅(qū)動器350可以對第一門信號以及第二門信號的電壓電平進(jìn)行上轉(zhuǎn)換(Up conversion)后施加到電力半導(dǎo)體開關(guān)的柵端子。

另一方面，雖然圖3中未示出，但為了將第一門信號以及第二門信號傳輸?shù)介T驅(qū)動器350，本發(fā)明涉及的開關(guān)元件控制部220可以進(jìn)一步包括或門(OR gate)，該或門將第一門信號生成部320以及第二門信號生成部340用作輸入端子，并將門驅(qū)動器350用作輸出端子。

再次參照圖2，過電壓發(fā)生檢測部230檢測電力半導(dǎo)體開關(guān)的兩端是否發(fā)生過電壓，當(dāng)發(fā)生過電壓時，生成過電壓發(fā)生檢測信號并提供到開關(guān)元件控制部220。

在一實施例中，為了快速檢測大于等于預(yù)設(shè)電壓電平的過電壓，過電壓發(fā)生檢測部230可以由多個瞬態(tài)電壓抑制(TVS、Transient Voltage Suppressor)二極管來實現(xiàn)。

在另一實施例中，過電壓發(fā)生檢測部230還可以利用穩(wěn)壓二極管(zener diode)以及連接到電力半導(dǎo)體開關(guān)兩端的分布電阻來實現(xiàn)。

驅(qū)動電壓生成部240的作用如下：在電力半導(dǎo)體開關(guān)處于斷開狀態(tài)的時間區(qū)間內(nèi)將施加到電力半導(dǎo)體開關(guān)兩端的電壓來進(jìn)行充電，并將充電的電壓作為開關(guān)部140a的驅(qū)動電壓供給。更具體地說，當(dāng)電力半導(dǎo)體開關(guān)處于斷開狀態(tài)時，驅(qū)動電壓生成部240將施加到電力半導(dǎo)體開關(guān)兩端的電壓充電到在內(nèi)部所具有的電容中，并利用充電于電容中的電壓來生成用于驅(qū)動開關(guān)部140a、例如開關(guān)元件控制部220的驅(qū)動電壓。

如此，由于本發(fā)明在其內(nèi)部包括驅(qū)動電壓生成部240，因此不需要用于驅(qū)動開關(guān)部140a的單獨的電壓源，從而能夠簡化電路設(shè)計。

緩沖電路250與開關(guān)元件210并聯(lián)，用于從傳到開關(guān)元件210的火花保護開關(guān)元件210。

在一實施例中，緩沖電路250可以由第一緩沖電路(未圖示)以及第二緩沖電路(未圖示)構(gòu)成，所述第一緩沖電路用于消除脈沖寬度小于預(yù)設(shè)的第一臨界值的火花，所述第二緩沖電路與所述第一緩沖電路并聯(lián)，用于消除脈沖寬度大于等于第一臨界值的火花。

顯示部260用于向外部顯示開關(guān)元件210是否正常動作。更具體地說，當(dāng)開關(guān)元件210正常動作時，顯示部260因電流流通而發(fā)光，否則被斷開而不發(fā)光。在一實施例中，顯示部260可以包括發(fā)光二極管以及穩(wěn)壓二極管。穩(wěn)壓二極管與發(fā)光二極管并聯(lián)，當(dāng)發(fā)光二極管上施加到預(yù)設(shè)的臨界電壓以上 的電壓時導(dǎo)通以保護發(fā)光二極管。

門觸發(fā)信號接收部270接收從外部接收的門觸發(fā)信號，并將接收到的門觸發(fā)信號傳輸?shù)介_關(guān)元件控制部220。在一實施例中，門觸發(fā)信號接收部270可以由能夠接收通過紅外線傳輸?shù)拈T觸發(fā)信號的光電二極管來實現(xiàn)。

具有如上所述結(jié)構(gòu)的開關(guān)部140a可以以如圖5所示的形式實現(xiàn)。圖5只是例示了開關(guān)部140a的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明涉及的開關(guān)部140a只要能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能也可以利用不同于圖5所示的電路元件來實現(xiàn)。

另一方面，本發(fā)明涉及的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100可以進(jìn)一步包括門觸發(fā)信號發(fā)送部160，該門觸發(fā)信號發(fā)送部160用于生成門觸發(fā)信號，并將所生成的門觸發(fā)信號傳輸?shù)礁鏖_關(guān)部140a～140n。

在一實施例中，這種門觸發(fā)信號發(fā)送部160可以生成門觸發(fā)信號，并通過紅外線將所生成的門觸發(fā)信號分別傳輸?shù)礁鏖_關(guān)部140a～140n。

以下，參照圖6對本發(fā)明涉及的門觸發(fā)信號發(fā)送部進(jìn)行簡要說明。

圖6是概略示出本發(fā)明的一實施例涉及的門觸發(fā)信號發(fā)送部結(jié)構(gòu)的方框圖。

如圖6所示，本發(fā)明的一實施例涉及的門觸發(fā)信號發(fā)送部16包括門觸發(fā)信號生成部610、多個發(fā)送模塊620a～620n以及電流限制部630。

門觸發(fā)信號生成部610生成具有預(yù)設(shè)脈沖寬度的門觸發(fā)信號。

發(fā)送模塊620a～620n的作用如下：將由門觸發(fā)信號生成部610生成的門觸發(fā)信號分別傳輸?shù)礁鏖_關(guān)部140a～140n。在一實施例中，發(fā)送模塊620a～620n可以包括紅外二極管(infrared diode)以及穩(wěn)壓二極管。紅外二極管通過紅外線發(fā)送門觸發(fā)信號。穩(wěn)壓二極管與紅外二極管反向并聯(lián)，并在紅外二極管上施加到預(yù)設(shè)的臨界電壓以上的電壓時導(dǎo)通以保護紅外二極管。

此時，發(fā)送模塊620a～620n與開關(guān)部140a～140n以一對一的連接。

在一實施例中，由門觸發(fā)信號生成部610生成的門觸發(fā)信號的脈沖寬度可以短于用于使電力半導(dǎo)體開關(guān)閉合的第一門信號的脈沖寬度。這是因為，發(fā)送模塊620a～620n所包含的紅外二極管的壽命受流經(jīng)紅外二極管的平均電流的直接影響，因此如果流經(jīng)紅外二極管的電流的脈沖寬度跟第二門信號的脈沖寬度一樣大時，流經(jīng)紅外二極管的平均電流也同時變大，結(jié)果有可能縮短紅外二極管的壽命。

電流限制部630的作用如下：適當(dāng)?shù)叵拗茝拈T觸發(fā)信號生成部610流向發(fā)送模塊620a～620n的電流，以保護發(fā)送模塊620a～620n。

如上所述，本發(fā)明通過紅外線來收發(fā)用于使電力半導(dǎo)體開關(guān)閉合所需的門觸發(fā)信號，因此能夠使串聯(lián)的多個開關(guān)部140a～140n完全絕緣。

再次參照圖1，本發(fā)明涉及的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100可以進(jìn)一步包括第一分離部170以及第二分離部180。

第一分離部170的作用在于，使諧振電路部130與脈沖電壓源110在諧振電流流通時電分離。在一實施例中，第一分離部170可以由耦合電感L_PS或者電力半導(dǎo)體開關(guān)來實現(xiàn)。

第二分離部180的作用在于，使諧振電路部130與直流電壓源120在諧振電流流通時電分離。在一實施例中，第二分離部180可以由耦合電感L_DC或者電力半導(dǎo)體開關(guān)來實現(xiàn)。

另一方面，在圖1示出了高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100包括脈沖電壓源110、直流電壓源120、第一分離部170以及第二分離部180，然而這只是一個示例，脈沖電壓源110、直流電壓源120、第一分離部170以及第二分布180也可以通過單獨的系統(tǒng)來實現(xiàn)，也可以僅由諧振電路部130以及多個開關(guān)部140a～140n來構(gòu)成高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100。

包括高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)的電氣集塵裝置

下面，對采用如上所述的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100的電氣集塵裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡要說明。

電氣集塵裝置包括集塵器本體、高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)、振打裝置以及移送裝置。

集塵器本體是用于捕集包含在廢氣中的粉塵而進(jìn)行電氣集塵的空間，其包括：入口，流入廢氣；集塵空間，捕集包含在廢棄中的粉塵；以及出口，排出廢氣。

雖然未圖示，但捕集包含在廢氣中的粉塵的集塵空間可以由多個集塵室構(gòu)成。這種實施例涉及的各集塵室中設(shè)有：多個放電電極(未圖示)，使粉塵帶電而成為陰極；集塵板(未圖示)，帶電而成為陽極以捕集粉塵；其中，各集塵室中分別設(shè)有高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100，該高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100用于將直流高電壓和脈沖電壓中的至少一種施加到各集塵室。

放電電極可以由金屬絲或者剛性形式構(gòu)成，其作用在于，由高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100施加直流高電壓以及脈沖電壓時，通過電暈放電引起的電離現(xiàn)象來產(chǎn)生陰離子。從放電極產(chǎn)生的陰離子流入氣流中并與粒子相撞，從而使粉塵帶電而成為陰離子。帶負(fù)電荷的陰離子粉塵粒子向集塵板移動。

集塵板帶電而成為陽極，以吸附帶負(fù)電荷的陰離子粉塵粒子。在一實施例中，集塵板可以形成為板狀。

高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100向本體施加起動電壓以及脈沖電壓中的至少一種，從而在本體內(nèi)通過放電來執(zhí)行電氣集塵。這種高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)已在圖1至圖6中具體記載，因此省略詳細(xì)說明。

然后，振打裝置通過振打來使附著于本體內(nèi)具有的集塵板上的粉塵從集塵板分離。即，振打裝置向集塵板施加機械力以使附著于集塵板上的粉塵脫落、下降以及排出。這種振打裝置可以通過調(diào)節(jié)振打強度或者振打頻率來提高振打效率。

移送裝置的作用在于，將通過振打裝置從集塵板上分離的粉塵移動到儲存處。在一實施例中，移送裝置按照預(yù)定的移送速度移動，以將粉塵移送到儲存處。

如上所述，通過在電氣集塵裝置上采用本發(fā)明涉及的高電壓脈沖開關(guān)系統(tǒng)100，能夠利用施加于本體的起動電壓來形成并保持放電電極和集塵板之間的基本電場，從而形成帶電粉塵的移動電場，以防止捕集到集塵板上的粉塵再飛散。此外，通過施加于本體的脈沖電壓來使浮游粉塵帶電而具有電極性，從而使浮游粉塵通過移動電場向集塵板移動。由此，能夠在整體上穩(wěn)定地維持粉塵的捕集。

本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解為，上述的本發(fā)明在不變更其技術(shù)思想或者必要特征的情況下能夠以其它具體形式實施。

因此，應(yīng)理解為，以上描述的實施例在所有方面只是示例性的，而非限定的意思。應(yīng)解釋為，比起上述的詳細(xì)說明，本發(fā)明的范圍更應(yīng)通過所附的權(quán)利要求書來體現(xiàn)，從權(quán)利要求書的含義和范圍以及其等同概念導(dǎo)出的所有變更或者變形形式均包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。