一種基于igbt的開關(guān)型高壓脈沖電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及IGBT開關(guān)電源領(lǐng)域，尤其涉及一種基于IGBT的開關(guān)型高壓脈沖電源。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓脈沖電源是高壓電源的一種，是在高壓直流電源的基礎(chǔ)上增加了開關(guān)電路，從而輸出脈沖幅度可調(diào)、脈沖寬度可調(diào)、脈沖頻率可調(diào)的、脈沖輸出個(gè)數(shù)可設(shè)定的一種高壓電源。高壓脈沖電源的種類有很多，按高壓脈沖電源的實(shí)現(xiàn)方法其可分為機(jī)械開關(guān)式，高壓固態(tài)開關(guān)式、Marx網(wǎng)絡(luò)等，其中高壓固態(tài)開關(guān)式和Marx網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)納秒級的窄脈沖和很高的脈沖頻率，高壓脈沖電源可廣泛用于空氣凈化，放電等離子燒結(jié)、高壓充電、高壓放電、制作納米材料、處理染料廢水等多種場合?，F(xiàn)有的高壓脈沖電源容易出現(xiàn)電壓不均衡的現(xiàn)象，導(dǎo)致IGBT組件容易承受過電壓，而IGBT承受過電壓的時(shí)間較短，若不能及時(shí)檢測到IGBT異常時(shí)，IGBT就會(huì)因過壓損壞，從而影響高壓脈沖電源的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，能夠自動(dòng)關(guān)斷IGBT開關(guān)，保護(hù)開關(guān)電源的技術(shù)方案:
[0004]一種基于IGBT的開關(guān)型高壓脈沖電源，主要包括底板、整流模塊、IGBT模塊、電流傳感器、溫度傳感器，整流模塊和IGBT模塊分別安裝在散熱器A、散熱器B上，散熱器A、散熱器B固定安裝在底板上，電流傳感器、溫度傳感器均安裝在靠近IGBT模塊的散熱器B上，底板上還安裝有電容、空氣開關(guān)、控制電路板，空氣開關(guān)的輸出端連接整流模塊的輸入端，整流模塊的直流輸出端連接電容，電容兩端并聯(lián)有電阻，電容輸出端連接IGBT模塊輸入端，IGBT模塊兩端并聯(lián)吸收電容，控制電路板上設(shè)有IGBT驅(qū)動(dòng)模塊、PWM放大模塊、DSP系統(tǒng)以及IGBT保護(hù)模塊。
[0005]作為優(yōu)選，DSP系統(tǒng)依次連接PWM放大模塊、IGBT驅(qū)動(dòng)模塊，IGBT保護(hù)模塊連接DSP系統(tǒng)，IGBT驅(qū)動(dòng)模塊連接IGBT模塊。
[0006]作為優(yōu)選，溫度傳感器連接IGBT模塊。
[0007]作為優(yōu)選，IGBT保護(hù)模塊包括型號(hào)為⑶4072的四輸入或門芯片、型號(hào)為⑶4078的八輸入或門芯片、型號(hào)為CD4071的二輸入或門芯片，四輸入或門芯片輸出端與八輸入或門芯片的輸出端連接二輸入或門芯片輸入端，二輸入或門芯片輸出端連接DSP系統(tǒng)，四輸入或門芯片、八輸入或門芯片、二輸入或門芯片分別接地。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0009](I)本實(shí)用新型設(shè)置溫度傳感器，在高壓脈沖電源溫度過高時(shí)，能夠自動(dòng)停止開關(guān)電源的工作以保護(hù)高壓脈沖電源。
[0010](2)本實(shí)用新型采用IGBT保護(hù)模塊，當(dāng)IGBT模塊出現(xiàn)異常時(shí)，IGBT保護(hù)模塊將異常信號(hào)傳送至DSP系統(tǒng)來中斷PWM信號(hào)的發(fā)出，使IGBT模塊處于關(guān)斷狀態(tài)，從而保護(hù)整個(gè)高壓脈沖電源系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的正視圖。
[0012]圖2為本實(shí)用新型的控制電路板俯視連接圖。
[0013]圖3為本實(shí)用新型的IGBT保護(hù)模塊電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為使本實(shí)用新型的發(fā)明目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0015]如圖1-2所示，一種基于IGBT的開關(guān)型高壓脈沖電源，主要包括底板1、整流模塊2、IGBT模塊3、電流傳感器4、溫度傳感器5，整流模塊2和IGBT模塊3分別安裝在散熱器A6、散熱器B 7上，散熱器A 6、散熱器B 7固定安裝在底板I上，電流傳感器4、溫度傳感器5均安裝在靠近IGBT模塊3的散熱器B 7上，溫度傳感器5連接IGBT模塊3，底板I上還安裝有電容8、空氣開關(guān)9、控制電路板10，空氣開關(guān)9的輸出端連接整流模塊2的輸入端，整流模塊2的直流輸出端連接電容8，電容8兩端并聯(lián)有電阻11，電容8輸出端連接IGBT模塊3輸入端，IGBT模塊3兩端并聯(lián)吸收電容12，有效吸收電壓尖峰，控制電路板10上設(shè)有IGBT驅(qū)動(dòng)模塊101、PWM放大模塊102、DSP系統(tǒng)103以及IGBT保護(hù)模塊104，DSP系統(tǒng)103依次連接PWM放大模塊102、IGBT驅(qū)動(dòng)模塊101，IGBT保護(hù)模塊104連接DSP系統(tǒng)103，IGBT驅(qū)動(dòng)模塊101連接IGBT模塊104，DSP系統(tǒng)103發(fā)出PWM信號(hào)，PWM信號(hào)用于控制IGBT模塊3的通斷，當(dāng)電源溫度過高時(shí)，溫度傳感器5將溫度信號(hào)發(fā)送至控制電路板10中的DSP系統(tǒng)103，DSP系統(tǒng)103將PWM信號(hào)放大后關(guān)斷IGBT模塊3中相對應(yīng)的IGBT，本實(shí)用新型設(shè)置溫度傳感器，在高壓脈沖電源溫度過高時(shí)，能夠自動(dòng)停止開關(guān)電源的工作以保護(hù)高壓脈沖電源。
[0016]如圖3所示，IGBT保護(hù)模塊104包括型號(hào)為⑶4072的四輸入或門芯片1041、型號(hào)為⑶4078的八輸入或門芯片1042、型號(hào)為⑶4071的二輸入或門芯片1043，四輸入或門芯片1041輸出端與八輸入或門芯片1042的輸出端連接二輸入或門芯片1043輸入端，二輸入或門芯片1043輸出端連接DSP系統(tǒng)103，四輸入或門芯片1041、八輸入或門芯片1042、二輸入或門芯片1043分別接地，當(dāng)IGBT模塊5正常工作時(shí)，二輸入或門芯片1043輸出端輸出低電平，四輸入或門芯片1041輸出端與八輸入或門芯片1042的輸出端都輸出低電平，輸入到DSP系統(tǒng)103的信號(hào)為低電平，DSP系統(tǒng)103繼續(xù)發(fā)出PWM信號(hào)，整個(gè)電源系統(tǒng)正常工作，當(dāng)IGBT模塊5中任何一個(gè)IGBT出現(xiàn)異常時(shí)，異常信號(hào)從四輸入或門芯片1041輸入端與八輸入或門芯片1042的輸入端輸入，二輸入或門芯片1043輸出端輸出高電平，四輸入或門芯片1041輸出端與八輸入或門芯片1042的輸出端至少有一個(gè)輸出高電平，輸入到DSP系統(tǒng)103的信號(hào)由低電平變?yōu)楦唠娖?，DSP系統(tǒng)103中斷PWM信號(hào)的發(fā)出，關(guān)斷所有IGBT，從而保護(hù)整個(gè)電源系統(tǒng)，本實(shí)用新型采用IGBT保護(hù)模塊，當(dāng)IGBT模塊出現(xiàn)異常時(shí)，IGBT保護(hù)模塊將異常信號(hào)傳送至DSP系統(tǒng)來中斷PWM信號(hào)的發(fā)出，使IGBT模塊處于關(guān)斷狀態(tài)，從而保護(hù)整個(gè)高壓脈沖電源系統(tǒng)。
[0017]上述實(shí)施例只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不是對本實(shí)用新型技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本實(shí)用新型專利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于IGBT的開關(guān)型高壓脈沖電源，主要包括底板(I )、整流模塊(2)、IGBT模塊(3)、電流傳感器(4)、溫度傳感器(5)，其特征在于:所述整流模塊(2)和所述IGBT模塊(3)分別安裝在散熱器A (6)、散熱器B (7)上，散熱器A (6)、散熱器B (7)固定安裝在所述底板(I)上，所述電流傳感器(4 )、所述溫度傳感器(5 )均安裝在靠近所述IGBT模塊(3 )的所述散熱器B (7)上，所述底板(I)上還安裝有電容(8)、空氣開關(guān)(9)、控制電路板(10)，所述空氣開關(guān)(9)的輸出端連接所述整流模塊(2)的輸入端，所述整流模塊(2)的直流輸出端連接所述電容(8 )，所述電容(8 )兩端并聯(lián)有電阻(11)，所述電容(8 )輸出端連接所述IGBT模塊(3)輸入端，所述IGBT模塊(3)兩端并聯(lián)吸收電容(12)，所述控制電路板(10)上設(shè)有IGBT驅(qū)動(dòng)模塊(101), PWM放大模塊(102)、DSP系統(tǒng)(103)以及IGBT保護(hù)模塊(104)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于IGBT的開關(guān)型高壓脈沖電源，其特征在于:所述DSP系統(tǒng)(103)依次連接所述PWM放大模塊(102)、所述IGBT驅(qū)動(dòng)模塊(101 )，所述IGBT保護(hù)模塊(104)連接所述DSP系統(tǒng)(103)，所述IGBT驅(qū)動(dòng)模塊(101)連接所述IGBT模塊(104)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于IGBT的開關(guān)型高壓脈沖電源，其特征在于:所述溫度傳感器(5 )連接所述IGBT模塊(3 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于IGBT的開關(guān)型高壓脈沖電源，其特征在于:所述IGBT保護(hù)模塊(104)包括型號(hào)為⑶4072的四輸入或門芯片(1041)、型號(hào)為⑶4078的八輸入或門芯片(1042 )、型號(hào)為⑶4071的二輸入或門芯片(1043 )，所述四輸入或門芯片(1041)輸出端與所述八輸入或門芯片(1042)的輸出端連接所述二輸入或門芯片(1043)輸入端，所述二輸入或門芯片(1043 )輸出端連接所述DSP系統(tǒng)(103 )，所述四輸入或門芯片(1041)、所述八輸入或門芯片(1042 )、所述二輸入或門芯片(1043 )分別接地。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種基于IGBT的開關(guān)型高壓脈沖電源，主要包括底板、整流模塊、IGBT模塊、電流傳感器、溫度傳感器，整流模塊和IGBT模塊分別安裝在散熱器上，散熱器固定安裝在底板上，電流傳感器、溫度傳感器均安裝在靠近IGBT模塊的散熱器上，底板上還安裝有電容、空氣開關(guān)、控制電路板，空氣開關(guān)的輸出端連接整流模塊的輸入端，整流模塊的直流輸出端連接電容，控制電路板上設(shè)有IGBT驅(qū)動(dòng)模塊、PWM放大模塊、DSP系統(tǒng)以及IGBT保護(hù)模塊，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)置溫度傳感器，當(dāng)電源溫度過高時(shí)，立即停止工作以保護(hù)電源，同時(shí)在IGBT模塊出現(xiàn)故障時(shí)能夠立即關(guān)斷IGBT開關(guān)，從而保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。
【IPC分類】H02H5-04, H02M9-00, H02H7-10
【公開號(hào)】CN204464967
【申請?zhí)枴緾N201520233865
【發(fā)明人】宋菲, 楊曉波, 李鑫, 王素芹
【申請人】宋菲
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月18日