一種臭氧發(fā)生器高頻逆變電源制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)涉及一種臭氧發(fā)生器高頻逆變電源，包括整流電路、濾波電路、逆變電路、驅(qū)動電路、控制電路及高頻升壓變壓器；該電源工作原理為釆用三相?380V/50Hz?電源輸入，通過三相不可控整流電路整流、LC濾波電路濾波后得到較平穩(wěn)的直流電。送入IGBT全橋逆變電路，STC89C52單片機控制電路產(chǎn)生使能信號作用于HL402驅(qū)動電路，以控制IGBT全橋逆變電路。逆變后得到高頻交流電，經(jīng)高頻升壓變壓器后接到臭氧發(fā)生器，在臭氧發(fā)生器內(nèi)進行放電來生成臭氧。本實用新型專利技術(shù)臭氧發(fā)生器高頻逆變電源能耗低、效率高、體積小、安全可靠且易于維護，適合環(huán)保工程等應(yīng)用。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及臭氧發(fā)生器
，特別是涉及一種臭氧發(fā)生器高頻逆變電源。
技術(shù)介紹
隨著臭氧的廣泛利用，臭氧發(fā)生器的技術(shù)及其裝置相繼得到開發(fā)。目前，工業(yè)上常采用介質(zhì)阻擋放電法來產(chǎn)生臭氧，其電源工作頻率一般在50~800Hz的工頻和中頻范圍，這種臭氧發(fā)生器電源能耗高、效率低、體積大、可靠性低且維護困難。因此提供一種能耗低、效率高、體積小且安全可靠的臭氧發(fā)生器高頻逆變電源很有必要。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)要解決的問題是提供一種臭氧發(fā)生器高頻逆變電源，目的是提供了一種能耗低、效率高、體積小且安全可靠的臭氧發(fā)生器高頻逆變電源。為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)提供了一種臭氧發(fā)生器高頻逆變電源，包括整流電路、濾波電路、逆變電路、驅(qū)動電路、控制電路及高頻升壓變壓器；整流電路、濾波電路、逆變電路及高頻升壓變壓器依次相連，控制電路、驅(qū)動電路、濾波電路依次相連；所述整流電路由六個大功率二極管按照固定的連接方式構(gòu)成三相橋式不可控整流電路。所述濾波電路由一個電感和一個電容構(gòu)成LC濾波電路。所述逆變電路由IGBT功率管構(gòu)成H型橋式電路；所述每個IGBT功率管都與一個快恢復(fù)二極管反并聯(lián)，與一個電阻和一個電容并聯(lián)構(gòu)成浪涌吸收電路。所述控制電路為STC89C52單片機控制電路，通過軟件編程的方式實現(xiàn)PWM脈寬調(diào)制。所述驅(qū)動電路采用具有驅(qū)動功能兼保護功能的HL402驅(qū)動板。所述高頻升壓變壓器為硅鋼片鐵芯1、匝數(shù)比n=1:20的變壓器，分左右兩個線包繞制，低壓繞組2在里，高壓繞組3在外，低壓繞組2與高壓繞組3之間用絕緣紙筒4隔開，且兩包之間用一塊絕緣擋板5隔開。所述臭氧發(fā)生器高頻逆變電源的工作原理：采用三相380V/50Hz電源輸入。通過三相不可控整流電路整流、LC濾波電路濾波后得到較平穩(wěn)的直流電。送入IGBT全橋逆變電路，STC89C52單片機控制電路產(chǎn)生使能信號作用于HL402驅(qū)動電路，以控制IGBT全橋逆變電路。逆變后得到高頻交流電，經(jīng)高頻升壓變壓器后接到臭氧發(fā)生器，在臭氧發(fā)生器內(nèi)進行放電來生成臭氧。本技術(shù)有益效果如下：電源能耗低、效率高且電源尺寸大幅度減小，節(jié)省材料，維護簡單；采用IGBT全橋逆變電路，耐高壓，允許頻率高；采用光電耦合驅(qū)動芯片HL402驅(qū)動IGBT功率管，運行速率快，抗干擾強，隔離保護高；采用STC89C52單片機控制電路，靈活調(diào)節(jié)輸出電壓的幅度和頻率，穩(wěn)定可靠。附圖說明圖1為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本技術(shù)的電路原理圖；圖3為IGBT驅(qū)動板核心元件HL402的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖4為STC89C52單片機最小系統(tǒng)圖；圖5為高頻升壓變壓器的基本結(jié)構(gòu)圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖，詳細描述本技術(shù)及其具體實施。如圖1所示，為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，三相交流電源經(jīng)過三相不可控橋式整流，電感L0和電容C0濾波為IGBT全橋逆變電路提供直流電源，IGBT全橋逆變電路的工作由兩組相位相反的觸發(fā)電源分別控制兩組IGBT功率管(Q1、Q4為一組，Q2、Q3為一組)將直流電壓逆變成交流。由于臭氧發(fā)生器工作時為電容性負載，因此在高頻升壓變壓器初級回路中串聯(lián)電感Lr以限制IGBT功率管開通時的電流上升率。并聯(lián)在IGBT功率管上的快恢復(fù)二極管D1~D4、電阻R1~R4和電容C1~C4構(gòu)成浪涌吸收電路，其作用是儲存電壓尖峰所產(chǎn)生的能量，一部分通過電阻以熱的形式消耗掉，一部分反饋至電容C0。IGBT全橋逆變電路具體工作過程分析如下：三相電源經(jīng)過三相不可控橋式整流、電感L0和電容C0濾波后成為直流電源供應(yīng)整個逆變主回路的工作。在Q1、Q4開通進入穩(wěn)態(tài)后，電流將從L0和C0流至Q1，經(jīng)電感Lr至高頻升壓變壓器TF初級，再經(jīng)Q4至C0。由于有電感Lr的存在，隨著充電的不斷進行，高頻升壓變壓器的初級電壓將從零上升到最大值，電流經(jīng)歷了一個從零上升到最大值然后降為零的過程。當Ud>Uc時，反并在Q1、Q4兩端的二極管D1、D4導(dǎo)通與C0構(gòu)成反向充電回路，同時L0也對C0進行充電，Ub將逐漸上升到最大值，在反向充電的過程中電流也經(jīng)歷了一個從零上升到最大值然后降為零的過程。若此時Q2、Q3還沒有開通，而將Q1、Q4關(guān)斷，整個電路就實現(xiàn)了電流的“軟關(guān)斷”。上半周期的逆變過程就此結(jié)束。下半周期的逆變過程正好和上半周期的情況相反。如圖3所示，VL1為帶靜電屏蔽的光耦合器，用來實現(xiàn)與輸入信號的隔離。由于它具有靜電屏蔽功能，因而HL402的抗共模干擾能力顯著提高。V2為脈沖放大器，晶體管V3、V4可用于實現(xiàn)驅(qū)動脈沖功率放大，V5為降柵壓比較器。正常情況下由于9腳輸入的IGBT集電極電壓VCE不高于V5的基準電壓VRE，V5不翻轉(zhuǎn)，晶體管V6不導(dǎo)通，故從16、17腳輸入的驅(qū)動脈沖信號經(jīng)V2整形后不被封鎖。該驅(qū)動脈沖經(jīng)V3、V4放大后提供給被驅(qū)動的IGBT功率管以使之導(dǎo)通或關(guān)斷。一旦被驅(qū)動的IGBT功率管退出飽和，則9腳輸入的集電極電壓取樣信號VCE將高于V5的基準電壓VRE，從而使比較器V5翻轉(zhuǎn)后輸出高電平，晶體管V6導(dǎo)通，并有穩(wěn)壓管VD4將驅(qū)動器輸出的柵極電壓VGE降低到10V。此時，軟關(guān)斷定時器V8在降柵壓比較器V5翻轉(zhuǎn)達到設(shè)定的時間后，輸出正電壓使晶體管V7導(dǎo)通，并將柵極電壓關(guān)斷以使其降到IGBT的柵極一發(fā)射極門限電壓以下，從而給被驅(qū)動的IGBT功率管提供一個負的驅(qū)動電壓，這就保證了被驅(qū)動的IGBT功率管能夠可靠關(guān)斷。如圖4所示，STC89C52單片機具有8K字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門口定時器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外STC89C52單片機可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作；掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。最高運作頻率35MHz，6T/12T可選。利用STC89C52單片機最小系統(tǒng)，采用軟件編程的方式產(chǎn)生PWM波形，通過控制回路可以控制IGBT全橋逆變電路的工作頻率和輸出時間比例，從而使輸出電壓的頻率和幅度可以根據(jù)臭氧產(chǎn)量要求和設(shè)備工作要求來靈活地變化。釆用三相380V/50Hz電源輸入，通過三相不可控整流電路整流、LC濾波電路濾波后得到較平穩(wěn)的直流電。送入IGBT全橋逆變電路，STC89C52單片機控制電路產(chǎn)生使能信號作用于HL402驅(qū)動電路，以控制IGBT全橋逆變電路。逆變后得到高頻交流電，經(jīng)高頻升壓變壓器后接到臭氧發(fā)生器；在臭氧發(fā)生器內(nèi)進行放電來生成臭氧。如圖5所示，為高頻升壓變壓器的基本結(jié)構(gòu)圖，圖中部件為硅鋼片鐵芯1，低壓繞組2，高壓繞組3，絕緣紙筒4，絕緣擋板5。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種臭氧發(fā)生器高頻逆變電源，其特征是：包括整流電路、濾波電路、逆變電路、驅(qū)動電路、控制電路及高頻升壓變壓器；整流電路、濾波電路、逆變電路及高頻升壓變壓器依次相連，控制電路、驅(qū)動電路、濾波電路依次相連。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種臭氧發(fā)生器高頻逆變電源，其特征是：包括整流電路、濾波電路、逆變電路、驅(qū)動電路、控制電路及高頻升壓變壓器；整流電路、濾波電路、逆變電路及高頻升壓變壓器依次相連，控制電路、驅(qū)動電路、濾波電路依次相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器高頻逆變電源，其特征是：所述整流電路由六個大功率二極管按照固定的連接方式構(gòu)成三相橋式不可控整流電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器高頻逆變電源，其特征是：所述濾波電路由一個電感和一個電容構(gòu)成LC濾波電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器高頻逆變電源，其特征是：所述逆變電路由IGBT功率管構(gòu)成H型橋式電路；所述每個IGBT功率管都與一個快恢復(fù)二極管反并聯(lián)，與一個電阻和一個電容并聯(lián)構(gòu)成浪涌吸收電路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器高頻逆變電源，其特征是：所述控制電路為STC89C52單片機控制電路，通過軟件編程的方式實現(xiàn)PWM脈寬調(diào)制。6.根據(jù)權(quán)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉可慧，羅潛，蔣永榮，劉成良，黎海清，樊柳群，秦永麗，袁碟，王陽，
申請(專利權(quán))人：桂林電子科技大學，
類型：新型
國別省市：廣西;45