技術領域

本實用新型涉及一種電流饋電型大功率高頻高壓開關電源主電路，屬于電子電路技術領域。

背景技術

目前大功率靜電除塵器多采用由晶閘管相控交流調壓電路與工頻高壓硅整流變壓器構成的高壓整流電路作為電源，其發展到今天已經形成了一套非常成熟的技術。這種高壓電源體積大、效率低，功率因數低，不利于節能環保；輸出電壓紋波大、響應速度慢，除塵效率低，閃絡發生時無法及時關掉電源。

目前基于電壓饋電模式(Voltage-fed)的小功率高頻高壓開關電源已經在多個領域獲得成功應用。但是這種電源有如下缺點，限制了其功率的增大：

源端需大容量電容作為濾波電容，導致源端功率因數低，電流尖峰大，諧波含量高；變壓器的磁不對稱問題很難解決；高壓側高壓硅堆在反響恢復期間會產生嚴重電壓尖峰，易造成硅堆擊穿；高壓側需體積大、工藝復雜、成本昂貴的高頻高壓濾波電感。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型提供一種電流饋電型大功率高頻高壓開關電源主電路。一種電流饋電型大功率高頻高壓開關電源主電路，包括一個相控整流電路單元BD1、一個電感L1、一個逆變橋BD2和一個逆變變壓器T1、高壓整流電路BD3，以及電感開路續流電路單元CU1和紋波吸收電路單元CU2；L1的其中一端同BD1的整流輸出端口“+”相連，另一端同CU1、CU2和BD2的同名端口“+”相互連接；而BD1、CU1、CU2與BD2的同名端口“-”相互連接；BD1的整流輸出串接高頻電感L1形成一個電流源，該電流源后面分別并接電感開路續流電路單元CU1、紋波吸收電路單元CU2以及逆變橋BD2。

所述相控整流電路單元BD1是以晶閘管為開關的單相或三相相控整流電路。

所述逆變橋BD2是以IGBT或MOSFET為開關的全橋逆變器。

所述逆變變壓器T1是低漏感高頻高壓逆變變壓器。

所述電感L1為高頻電感。

所述電感開路續流電路單元CU1是由大容量單極性電容C2、快恢復二極管D1和功率電阻R1、R2構成；其中C2與R2并聯，R1、D1及C2與R2構成的并聯電路依次串聯連接。

所述紋波吸收電路單元CU2是由電感L2和單極性電容C3組成的一個LC串聯諧振電路。

在電感開路續流電路單元CU1中，R1阻值小，起限制流作用，保護快恢復二極管；R2阻值大，抵消掉CU1兩端電壓尖峰對電容的充電累計效應。

紋波吸收電路單元CU2諧振在BD1整流輸出電壓的主諧波頻率，用以吸收其中主要紋波；而在逆變器BD2的工作頻率附近，CU2呈強感性---電流源特性。

本實用新型創新點及其有益效果：

創新點1：以相控整流電路單元BD1、電感L1、逆變橋BD2和一個逆變變壓器T1構成一個電流饋電模式的高頻開關電源。

有益效果：

由于省掉大容量濾波電容，源端無電流尖峰，諧波含量顯著降低，功率因數大幅提高；電壓跟蹤速度只有約幾毫秒，快于對應結構的電壓饋電模式高壓開關電源；

由于相控整流器輸出電壓可調，這種高壓電源具備軟啟動能力；同時如果在相控整流器的控制信號和輸出電壓電流之間建立反饋環路，可實現自動穩壓或穩流功能；

高壓輸出端動態特性呈近似恒流源電流源特性，可以省掉體積大、工藝復雜、成本昂貴的高頻高壓輸出濾波電感；顯著降低高壓輸出側高壓硅堆(整流橋BD3)在反響恢復期的di/dt，大幅降低其故障率和開關損耗；

電流饋電模式還會顯著降低逆變橋的開關管的通/斷應力和損耗；同時還徹底解決電流饋電模式中逆變變壓器的磁不平很問題，大幅提高系統可靠性。

創新點2：本實用新型創新性引入如附圖3所示LC串聯諧振電路，替代電壓饋電型開關電源常用的LC低通濾波電路作為紋波吸收電路。

有益效果：

這既保證了其在逆變器BD2工作頻率附近的電流源特性，又成功解決了電流饋電型開關電源輸出電壓紋波大的問題。

創新點3：本實用新型創新性引入如附圖2所示結構的電感開路續流電路單元。

有益效果：

不僅成功解決電流饋電型開關電源的逆變橋開路后的電感續流問題，而且有很強的尖峰電壓抑制效果。當開關電源負載過流需快速關閉逆變橋BD2時，或當負載異常時，CU1起到續流作用；BD2正常工作時，CU1抑制逆變橋BD2的尖峰電壓。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路結構圖。

圖2是本實用新型中電感開路續流電路單元CU1的電路結構圖。