多变压器串联的功率输出电路的制作方法

本发明涉及电子电路，特别涉及到一种高压电源的功率输出电路。

背景技术：

当前，等离子技术已得到广泛的应用，用等离子体处置工业有害物质、医疗垃圾、生活垃圾的方式与一般的焚烧方式大不一样，等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，放电作用使得工作气分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，被处理的工业有害物质、医疗垃圾、垃圾废物受到高温高压的等离子体冲击时，其分子、原子将会重新组合而生成新的物质，从而使有害物质变为无害物质。在处置工业有害物质、医疗垃圾、生活垃圾等离子体设备中需要高压引弧电源。

用等离子体喷枪加热分解水蒸气做气化剂来气化煤或垃圾将成为今后的首选，在常压条件下，温度在2000K时水分子几乎不分解，2500K时有25%的水发生分解，3400～3500K时氢气和氧气的摩尔分数达到最大，分别为18%和6%，当温度达到4200K时，水分子将全部分解为氢气、氢、氧气、氧和氢氧原子团，一般的加热方式难以达到这么高的温度，而使用等离子体喷枪则很容易做到，这类等离子体喷枪需要高压电源进行引弧。

为了增加等离子体电弧的能量及延长等离子体电弧的作用时间，需使阴极与阳极之间的距离足够长，要求引弧电源提供足够高的引弧电压。但现有的高压电源中的使用单个高压变压器,由于需考虑次级反射因素或受到磁芯窗口的限制，单个高压变压器的变压比受到限制，使输出电压不够高，存在不能满足长距离引弧要求的缺点。

技术实现要素：

本发明的目的是要克服现有高压电源不能满足长距离引弧要求的缺点，提供一种多变压器串联的功率输出电路，输出足够高的引弧电压，以满足等离子体装置长距离引弧的要求，在处置工业有害物质、医疗垃圾、生活垃圾时的能量更高和效率更高。

本发明的一种多变压器串联的功率输出电路，包括高压变压器单元，同一高压变压器单元的初级线圈与次级高压线圈进行嵌套设置，其特征是功率输出电路由第一功率开关管（VT1）、第二功率开关管（VT2）和多个高压变压器单元组成，其中，高压变压器单元由初级线圈和次级高压线圈构成，初级线圈包括第一初级线圈和第二初级线圈，第一初级线圈和第二初级线圈以双线并绕方式设置在内层，次级高压线圈设置在外层；高压变压器单元为二个以上，多个高压变压器单元的第一初级线圈进行顺向串联构成第一初级低压回路，多个高压变压器单元的第二初级线圈进行顺向串联构成第二初级低压回路，多个高压变压器单元的次级高压线圈进行顺向叠加输出；输入电源（V+）连接到第一初级低压回路的头端和第二初级低压回路的尾端，第一初级低压回路的尾端连接到第二功率开关管（VT2）的漏极，第二初级低压回路的头端连接到第一功率开关管（VT1）的漏极，第一功率开关管（VT1）的源极和第二功率开关管（VT2）的源极连接到地线。

本发明中，在第一初级低压回路的尾端与地线之间有第二吸收电容器（C2）；在第二初级低压回路的头端与地线之间有第一吸收电容器（C1）；在第一初级低压回路的尾端与第二功率开关管（VT2）的漏极之间有第二限流电阻器（R2）；在第二初级低压回路的头端与第一功率开关管（VT1）的漏极之间有第一限流电阻器（R1）。

本发明在高压电源装置中应用，采用开关电源技术，当工作频率大于400千周时，各高压变压器为空心变压器，均不需使用磁芯；当工作频率为1-400千周时，在各高压变压器中需使用铁氧体磁芯，各高压变压器中的第一初级线圈、第二初级线圈和次级高压线圈分别安装在各自的铁氧体磁芯上。

本发明采取多变压器串联组合的措施，使高压电分别在多个变压器次级高压线圈上产生，进行高压电叠加输出，大大提高了输出电压，以满足等离子体装置的长距离引弧的要求；同时，减小了次级高压线圈的反射应力，避免开关器件损坏。

本发明的工作原理是：第一功率开关管（VT1）和第二功率开关管（VT2）交替导通或截止，使各高压变压器中的第一初级线圈和第二初级线圈交替产生工作电流，其中第一初级线圈和第二初级线圈的电流极性相反，使各高压变压器的次级高压线圈有功率输出，多个高压变压器次级高压线圈的功率输出产生高电压进行叠加输出，提供给等离子体装置进行长距离引弧操作。本发明中，次级高压线圈输出的电压由Vin×N2／N1×T00／T×n确定，其中Vin为输入电压，N2为次级高压线圈的匝数，N1为第一初级线圈或第二初级线圈的匝数，T00／T为占空比，n为高压变压器的数量。

本发明的有益效果是：采取多变压器串联组合的措施，使各个次级高压线圈上产生的高压电进行叠加输出，大大提高了输出电压，以满足等离子体装置的长距离引弧的要求，在处置工业有害物质、医疗垃圾、生活垃圾时的能量更高和效率更高。本发明使高压电分别在各次级高压线圈上产生，减小了次级高压线圈的反射应力，避免开关器件损坏。

附图说明

附图1是本发明的一种多变压器串联的功率输出电路图。

附图2是本发明的另一种多变压器串联的功率输出电路图。

图中：R1.第一限流电阻器，R2.第二限流电阻器，C1.第一吸收电容器，C2.第二吸收电容器， VT1.第一功率开关管，VT2.第二功率开关管，T1.第一高压变压器单元，W1-1.第一初级线圈a，W1-2.第一初级线圈b，W1-3.第一次级高压线圈，T2.第二高压变压器单元，W2-1.第二初级线圈a，W2-2.第二初级线圈b，W2-3.第二次级高压线圈，T3.第三高压变压器单元，W3-1.第三初级线圈a，W3-2.第三初级线圈b，W3-3.第三次级高压线圈，V+.输入电源，1.第一高压输出端，2.第二高压输出端。

具体实施方式

实施例1 图1所示的实施方式中，多变压器串联的功率输出电路由第一功率开关管（VT1）、第二功率开关管（VT2）和多个高压变压器单元组成，其中，高压变压器单元由初级线圈和次级高压线圈构成，初级线圈包括第一初级线圈和第二初级线圈，第一初级线圈和第二初级线圈以双线并绕方式进行绕制，次级高压线圈以分格绕制方式绕制在骨架上，初级线圈与次级高压线圈进行嵌套设置，第一初级线圈和第二初级线圈设置在内层，次级高压线圈设置在外层；高压变压器单元为二个以上，多个高压变压器单元的第一初级线圈进行顺向串联构成第一初级低压回路，多个高压变压器单元的第二初级线圈进行顺向串联构成第二初级低压回路，多个高压变压器单元的次级高压线圈进行顺向串联构成高压叠加输出回路；输入电源（V+）连接到第一初级低压回路的头端和第二初级低压回路的尾端，第一初级低压回路的尾端连接到第二功率开关管（VT2）的漏极，第二初级低压回路的头端连接到第一功率开关管（VT1）的漏极，第一功率开关管（VT1）的源极和第二功率开关管（VT2）的源极连接到地线；次级高压回路的头尾二端构成第一高压输出端（1）和第二高压输出端（2）。本实施例在开关式的高压电源装置中应用，其工作频率为1-400千周，在各高压变压器中有铁氧体磁芯，第一初级线圈、第二初级线圈和次级高压线圈分别安装在各自的铁氧体磁芯上。本实施例的各高压变压器次级高压线圈的功率输出产生高电压进行叠加输出，提供给等离子体装置进行长距离引弧操作。

实施例2 图2所示的实施方式中，是在第一实施例的基础上，在第一初级低压回路的尾端与地线之间有第二吸收电容器（C2），在第二初级低压回路的头端与地线之间有第一吸收电容器（C1），第一吸收电容器（C1）和第二吸收电容器（C2）用来吸收各高压变压器产生的反峰电压，避免功率开关器件损坏；在第一初级低压回路的尾端与第二功率开关管（VT2）的漏极之间有第二限流电阻器（R2），在第二初级低压回路的头端与第一功率开关管（VT1）的漏极之间有第一限流电阻器（R1），第一限流电阻器（R1）和第二限流电阻器（R2）用来限制过载电流或短路电流，防止功率开关器件因过流而损坏。其他结构与第一实施例的相同，不再赘述。