本發(fā)明涉及電源電路，尤其涉及了一種脈沖等離子電源電路。

背景技術(shù)：

目前，燃煤產(chǎn)生的工業(yè)廢氣中含有大量粉塵、氮氧化物、二氧化硫、煙塵、hg和co等污染物，采用傳統(tǒng)的“除塵+脫硫+脫硝等”多種方法分步進(jìn)行的煙氣凈化方式存在部分設(shè)備腐蝕性嚴(yán)重，洗滌后煙氣需再熱，能耗高，占地面積大，投資和運(yùn)行費(fèi)用高，系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備龐大、耗水量大、一次性投資高等缺陷。

越來(lái)越多的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始使用脈沖等離子電源作為關(guān)鍵核心技術(shù)的等離子體煙氣脫硫脫硝脫汞除塵一體化多脫裝置，利用等離子脈沖電源產(chǎn)生的高電壓脈沖加在等離子多脫裝置電極上，在反應(yīng)器電極之間產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，部分煙氣分子電離，電離出的電子在強(qiáng)電場(chǎng)的加速下獲得能量，成為高能電子(5～20ev)，高能電子則可以激活、裂解、電離其他煙氣分子，產(chǎn)生oh、o、ho2等多種活性粒子和自由基。在反應(yīng)器里，煙氣中的so2、no被活性粒子和自由基氧化為高階氧化物so3、no2，與煙氣中的h2o相遇后形成h2so4和hno3，在有nh3或其它中和物注入情況下生成(nh4)2so4/nh4no3的氣溶膠，再由收塵器收集，等離子多脫裝置的電場(chǎng)本身同時(shí)具有除塵功能，但是，還是存在些許缺點(diǎn)，例如：使用磁壓縮開(kāi)關(guān)技術(shù)的等離子體綜合多脫煙氣處理技術(shù)主要缺陷有能耗大，能量轉(zhuǎn)換效率低，只有20％～30％；因?yàn)槭褂么砰_(kāi)關(guān)技術(shù)來(lái)壓縮高壓脈沖寬度，需要在負(fù)載上并聯(lián)一個(gè)放電電阻，其中有超過(guò)70％的能量消耗在該放電電阻上，發(fā)熱量大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中能量轉(zhuǎn)換率低的缺點(diǎn)，提供了一種脈沖等離子電源電路。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決：

一種脈沖等離子電源電路，包括高頻基波電路、交流脈沖功率發(fā)生電路和高壓耦合疊加裝置，所述高頻基波電路和所述交流脈沖功率發(fā)生電路分別連接高壓耦合疊加裝置；

所述高頻基波電路：主回路配電給所述高頻基波電路，主回路配電經(jīng)過(guò)整流濾波后產(chǎn)生第一直流電壓，所述第一直流電壓經(jīng)過(guò)逆變生成第一交流電壓，所述第一交流電壓再經(jīng)高壓整流后產(chǎn)生電壓可調(diào)的正極性直流電壓；

所述交流脈沖功率發(fā)生電路：主回路配電給所述交流脈沖功率發(fā)生電路，主回路配電經(jīng)過(guò)整流濾波后產(chǎn)生第二直流電壓，所述第二直流電壓經(jīng)過(guò)逆變生成第二交流電壓，所述第二交流電壓再經(jīng)脈沖變壓器轉(zhuǎn)換產(chǎn)生高頻高壓交流脈沖；

所述高壓耦合疊加裝置將所述電壓可調(diào)的正極性直流電壓和所述高頻交流脈沖同時(shí)輸送給負(fù)載并且所述交流脈沖功率發(fā)生電路和所述高壓耦合疊加裝置組成lc諧振回路，所述電壓可調(diào)的正極性直流電壓的大小由高頻基波的頻率來(lái)控制，并能根據(jù)實(shí)際負(fù)載的大小來(lái)調(diào)整交流脈沖的頻率。在此，負(fù)載可以為等離子多脫裝置，可以等效為一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)，在此，根據(jù)實(shí)際負(fù)載的大小來(lái)調(diào)整交流脈沖的頻率其實(shí)際上是根據(jù)負(fù)載中的電容值大小來(lái)調(diào)整交流脈沖的頻率。

作為一種可實(shí)施方式，所述高頻基波電路包括第一整流電路、第一逆變電路和高壓整流電路,所述第一整流電路、第一逆變電路和高壓整流電路依次串接；

主回路配電給所述第一整流電路，所述第一整流電路對(duì)主回路配電進(jìn)行整流濾波并產(chǎn)生第一直流電壓；

所述第一逆變電路將所述直流電壓進(jìn)行逆變轉(zhuǎn)換產(chǎn)生第一交流電壓；

所述高壓整流電路將所述第一交流電壓進(jìn)行高壓整流，產(chǎn)生0～80kv可調(diào)的正極性直流電壓。

作為一種可實(shí)施方式，交流脈沖功率發(fā)生電路包括第二整流電路、第二逆變電路和脈沖變壓器，所述第二整流電路、第二逆變電路和脈沖變壓器依次串聯(lián)；

主回路配電給所述第二整流電路，所述第二整流電路對(duì)主回路配電進(jìn)行整流濾波并產(chǎn)生第二直流電壓；

所述第二逆變電路將所述第二直流電壓進(jìn)行逆變轉(zhuǎn)換產(chǎn)生第二交流電壓；

所述脈沖變壓器的初級(jí)線圈電連接所述第二逆變電路的輸出端，次級(jí)線圈連接所述高壓耦合疊加裝置，所述脈沖變壓器給第二交流電壓變壓，產(chǎn)生頻率為20khz～50khz、電壓上升率大于1kv/us的高頻交流脈沖。

作為一種可實(shí)施方式，高壓耦合疊加裝置包括隔直電容與空心電感，所述隔直電容串聯(lián)空心電感；

所述高頻基波電路串聯(lián)所述空心電感，所述空心電感能隔離高頻交流脈沖對(duì)所述高頻基波電路的影響；

所述交流脈沖功率發(fā)生電路串聯(lián)所述隔直電容，所述交流脈沖功率發(fā)生電路和所述隔直電容組成lc諧振回路，回收交流脈沖后半周期的能量。

作為一種可實(shí)施方式，所述第一整流電路為三相橋式整流電路。

作為一種可實(shí)施方式，所述第一逆變電路為橋式逆變電路。

作為一種可實(shí)施方式，所述高頻整流電路包括高頻變壓器和高壓整流管，所述高頻變壓器的初級(jí)線圈電性連接所述第一逆變電路的輸出端，所述高頻變壓器的次級(jí)線圈串聯(lián)所述高壓整流管并電性連接所述高壓疊加耦合裝置；

所述第一逆變電路將產(chǎn)生的第一交流電壓輸入到所述高頻變壓器的初級(jí)線圈中，此時(shí)次級(jí)線圈感應(yīng)出交流高壓，感應(yīng)出的交流高壓經(jīng)過(guò)高壓整流器整流，形成0～80kv可調(diào)的正極性直流電壓。

作為一種可實(shí)施方式，所述第二整流電路為三相橋式整流電路。

作為一種可實(shí)施方式，所述第二逆變電路為橋式逆變電路。

本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果：

本發(fā)明為一種脈沖等離子電源電路，包括高頻基波電路、交流脈沖功率發(fā)生電路和高壓耦合疊加裝置，所述高頻基波電路和所述交流脈沖功率發(fā)生電路分別連接高壓耦合疊加裝置；

所述高頻基波電路：主回路配電給所述高頻基波電路，主回路配電經(jīng)過(guò)整流濾波后產(chǎn)生直流電壓，所述直流電壓經(jīng)過(guò)逆變生成交流電壓，所述交流電壓再經(jīng)高壓整流后產(chǎn)生電壓可調(diào)的正極性直流電壓；

所述交流脈沖功率發(fā)生電路：主回路配電給所述交流脈沖功率發(fā)生電路，主回路配電經(jīng)過(guò)整流濾波后產(chǎn)生第二直流電壓，所述第二直流電壓經(jīng)過(guò)逆變生成第二交流電壓，所述第二交流電壓再經(jīng)脈沖變壓器轉(zhuǎn)換產(chǎn)生高頻高壓交流脈沖；

所述高壓耦合疊加裝置將所述電壓可調(diào)的正極性直流電壓和所述高頻交流脈沖同時(shí)輸送給負(fù)載，并且所述交流脈沖功率發(fā)生電路和所述高壓耦合疊加裝置組成lc諧振回路，所述電壓可調(diào)的正極性直流電壓的大小隨負(fù)載和所述高頻交流脈沖進(jìn)行調(diào)整。

根據(jù)本發(fā)明的電路，不僅能耗低，能量轉(zhuǎn)化效率高：依靠諧振回路控制脈沖后半周期能量進(jìn)行回收，降低能耗，提高能量轉(zhuǎn)化效率。

脈沖頻率高，煙氣污染物脫除效率高：根據(jù)負(fù)載不同，脈沖頻率可達(dá)20khz～50khz，提高煙氣污染物脫除效率。成本低：占用場(chǎng)地小、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的第一整流電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的第一逆變電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的第二整流電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的第二逆變電路結(jié)構(gòu)示意圖。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明：1—高頻基波電路、2—交流脈沖功率發(fā)生電路、3—高壓耦合疊加裝置、4—第一整流電路、5—第一逆變電路、6—高壓整流電路、7—第二整流電路、8—第二逆變電路、9—脈沖變壓器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1：

一種脈沖等離子電源電路，如圖1所示，包括高頻基波電路1、交流脈沖功率發(fā)生電路2和高壓耦合疊加裝置3，所述高頻基波電路1和所述交流脈沖功率發(fā)生電路2分別連接高壓耦合疊加裝置3；

所述高頻基波電路1：主回路配電給所述高頻基波電路，主回路配電經(jīng)過(guò)整流濾波后產(chǎn)生第一直流電壓，所述第一直流電壓經(jīng)過(guò)逆變生成第一交流電壓，所述第一交流電壓再經(jīng)高壓整流后產(chǎn)生電壓可調(diào)的正極性直流電壓；

所述交流脈沖功率發(fā)生電路2：主回路配電給所述交流脈沖功率發(fā)生電路，主回路配電經(jīng)過(guò)整流濾波后產(chǎn)生第二直流電壓，所述第二直流電壓經(jīng)過(guò)逆變生成第二交流電壓，所述第二交流電壓再經(jīng)脈沖變壓器轉(zhuǎn)換產(chǎn)生高頻高壓交流脈沖；

所述高壓耦合疊加裝置3將所述電壓可調(diào)的正極性直流電壓和所述高頻交流脈沖同時(shí)輸送給負(fù)載并且所述交流脈沖功率發(fā)生電路和所述高壓耦合疊加裝置組成lc諧振回路，能回收交流脈沖后半周期的能量，所述電壓可調(diào)的正極性直流電壓的大小由高頻基波的頻率來(lái)控制，并能根據(jù)實(shí)際負(fù)載的大小來(lái)調(diào)整交流脈沖的頻率。

更進(jìn)一步地，所述高頻基波電路1包括第一整流電路4、第一逆變電路5和高壓整流電路6,所述第一整流電路4、第一逆變電路5和高壓整流電路6依次串接；

主回路配電給所述第一整流電路4，所述第一整流電路4對(duì)主回路配電進(jìn)行整流濾波并產(chǎn)生第一直流電壓；所述第一逆變電路5將所述第一直流電壓進(jìn)行逆變轉(zhuǎn)換產(chǎn)生第一交流電壓；所述高壓整流電路將所述第一交流電壓進(jìn)行高壓整流，產(chǎn)生0～80kv可調(diào)的正極性直流電壓。

所述高頻整流電路6包括高頻變壓器tr1和二極管d7，所述高頻變壓器tr1的初級(jí)線圈電性連接所述第一逆變電路5的輸出端，所述高頻變壓器tr1的次級(jí)線圈串聯(lián)所述高壓整流管d7并電性連接所述高壓疊加耦合裝置3；

所述第一逆變電路5將產(chǎn)生的第一交流電壓輸入到所述高頻變壓器tr1的初級(jí)線圈中，此時(shí)次級(jí)線圈感應(yīng)出交流電壓，交流電壓經(jīng)過(guò)高壓整流管d7整流，形成0～80kv可調(diào)的正極性直流電壓。

在本實(shí)施例中，所述第一整流電路4為三相橋式整流電路，參照?qǐng)D2所示，第一整流電路4包括二極管d1-d6共6個(gè)二極管，二極管d1和二極管d4串聯(lián)，二極管d1的正極連接二極管d4的負(fù)極，二極管d1的負(fù)極串聯(lián)電容c1的一端，二極管d4的正極串聯(lián)電容c1的一端，二極管d2和二極管d5串聯(lián)，二極管d2的正極連接二極管d5的負(fù)極，二極管d2的負(fù)極串聯(lián)電容c1的一端，二極管d5的正極串聯(lián)電容c1的一端，二極管d3和二極管d6串聯(lián)，二極管d3的正極連接二極管d6的負(fù)極，二極管d3的負(fù)極串聯(lián)電容c1的一端，二極管d6的正極串聯(lián)電容c1的一端，主回路配電a相電連接在二極管d1和二極管d4的連接導(dǎo)線上，主回路配電b相電連接在二極管d2和二極管d5的連接導(dǎo)線上，主回路配電c相電連接在二極管d3和二極管d6的連接導(dǎo)線上，第一整流電路4對(duì)三相電abc整流，輸出第一直流電壓。

所述第一逆變電路5為橋式逆變電路。參照?qǐng)D3所示，第一逆變電路5中包括了igbt1-igbt4共四個(gè)絕緣柵雙極型晶體管，絕緣柵雙極型集體管的g極為柵極輸入控制端，c極為集電極，e極為發(fā)射極。igbt1-igbt4的g極連接控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)控制igbt的工作狀態(tài)。igbt1與igbt3串聯(lián)，igbt1的e極與igbt3的c極連接，其連接點(diǎn)與高頻變壓器6相連；igbt2與igbt4串聯(lián)，igbt2的e極與igbt4的c極連接，其連接點(diǎn)與高頻變壓器6相連。igbt1、itbt2的c極并聯(lián)，與第一整流電路4的正極相連，igbt3、igbt4的e極并聯(lián)，與第一整流電路4的負(fù)極相連。工作時(shí)，igbt1與igbt4為一組同時(shí)工作，igbt2與igbt3為一組同時(shí)工作，兩組之間交替工作，構(gòu)成h橋逆變電路。

交流脈沖功率發(fā)生電路2包括第二整流電路7、第二逆變電路8和脈沖變壓器9，所述第二整流電路7、第二逆變電路8和脈沖變壓器9依次串聯(lián)；主回路配電給所述第二整流電路7，所述第二整流電路7對(duì)主回路配電進(jìn)行整流濾波并產(chǎn)生第二直流電壓；所述第二逆變電路8將所述第二直流電壓進(jìn)行逆變轉(zhuǎn)換產(chǎn)生第二交流電壓；

所述脈沖變壓器9的初級(jí)線圈電連接所述第二逆變電路8的輸出端，次級(jí)線圈連接所述高壓耦合疊加裝置，所述脈沖變壓器9給第二交流電壓變壓，產(chǎn)生頻率為20khz～50khz、電壓上升率大于1kv/us的高頻交流脈沖。

高壓耦合疊加裝置3包括隔直電容c3與空心電感l(wèi)，所述隔直電容c3串聯(lián)空心電感l(wèi)；所述高頻基波電路4串聯(lián)所述空心電感l(wèi)；所述交流脈沖功率發(fā)生電路2串聯(lián)所述隔直電容c3，所述交流脈沖功率發(fā)生電路2和所述隔直電容c3組成lc諧振回路，回收交流脈沖后半周期的能量。

所述第二整流電路7為三相橋式整流電路。參照?qǐng)D4所示，所述第二整流電路7為三相橋式整流電路，參照?qǐng)D所示，第二整流電路7包括二極管d8-d12共6個(gè)二極管，二極管d8和二極管d11串聯(lián)，二極管d8的正極連接二極管d11的負(fù)極，二極管d8的負(fù)極串聯(lián)電容c2的一端，二極管d11的正極串聯(lián)電容c2的一端，二極管d9和二極管d12串聯(lián)，二極管d9的正極連接二極管d12的負(fù)極，二極管d9的負(fù)極串聯(lián)電容c2的一端，二極管d12的正極串聯(lián)電容c2的一端，二極管d10和二極管d13串聯(lián)，二極管d10的正極連接二極管d13的負(fù)極，二極管d10的負(fù)極串聯(lián)電容c2的一端，二極管d13的正極串聯(lián)電容c2的一端，主回路配電a相電連接在二極管d8和二極管d11的連接導(dǎo)線上，主回路配電b相電連接在二極管d9和二極管d12的連接導(dǎo)線上，主回路配電c相電連接在二極管d10和二極管d13的連接導(dǎo)線上，第二整流電路7對(duì)三相電abc整流，輸出直流電壓。

所述第二逆變電路為橋式逆變電路，參照?qǐng)D5所示。參照?qǐng)D3所示，第二逆變電路5中包括了igbt5-igbt8共四個(gè)絕緣柵雙極型晶體管，絕緣柵雙極型集體管的g極為柵極輸入控制端，c極為集電極，e極為發(fā)射極。igbt5-igbt8的g極連接控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)控制igbt的工作狀態(tài)。igbt5與igbt7串聯(lián)，igbt5的e極與igbt7的c極連接，其連接點(diǎn)與脈沖變壓器相連；igbt6與igbt8串聯(lián)，igbt6的e極與igbt8的c極連接，其連接點(diǎn)與脈沖變壓器相連。igbt5、itbt6的c極并聯(lián)，與第二整流電路7的正極相連，igbt3、igbt4的e極并聯(lián)，與第二整流電路7的負(fù)極相連。工作時(shí)，igbt5與igbt8為一組同時(shí)工作，igbt6與igbt7為一組同時(shí)工作，兩組之間交替工作，構(gòu)成h橋逆變電路。

此外，需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名稱(chēng)等可以不同。凡依本發(fā)明專(zhuān)利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡(jiǎn)單變化，均包括于本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。