一种用于脉冲等离子水处理的脉冲电源的制作方法

本实用新型涉及脉冲电源技术领域，尤其是一种用于脉冲等离子水处理的脉冲电源。

背景技术：

利用脉冲功率技术净化废水的技术主要可分为：脉冲电凝聚法、高压脉冲放电等离子体法和臭氧发生法，其中高电压技术易于实现高能化，近年来将高电压技术用于处理工业污水的研究在国内外日益增多。研究表明，在气、水相间的混合系统中施加高压窄脉冲可实现气体放电，处在平板空气间的水滴在突变高压作用下，水滴两侧因畸变形成高电场，产生保卫水滴的电晕放电；当外加电压幅值数10KV、上升时间为纳秒级的高压脉冲时，电晕放电产生的电子温度高达几百度，而离子和中性气体温度接近常温；被这种非平衡等离子体包围的水滴，同时受到以下四种效应的作用：1.高能电子轰击；2.空气中电晕放电产生臭氧，而臭氧作为一种强氧化剂对水滴具有很强的杀菌消毒作用；3.放电产生的紫外线对水滴起到光化学处理作用；4.放电等离子体中产生某些活性自由基(如OH基等)的作用。在上述四种效应同时作用下，一些难以处理的工业污水也能被快速净化。

高压脉冲放电等离子体法污水处理过程中使用的电源，多采用固定低频(50-60Hz)和固定中频(400Hz-600Hz)可变电压的直流电源，这种电源的电能消耗和板材消耗大，工艺经济成本较高。此外，长时间通电易引起极板钝化和结垢等问题，使得废水处理效果不稳定，这些缺陷限制了直流电解水处理技术在工业中的广泛应用。随着研究的不断深入，人们发现当把直流电源供电改为脉冲电源供电时，单位废水处理的电能消耗和阳极损耗均有明显降低，电极钝化和结垢问题也有所缓解，但是，常规高频电源多采用硬件功率管，由于功率管频繁的导通和关断，功率管损耗严重，使用寿命短；另外，常规脉冲电源等效功率因数低、能耗高。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于脉冲等离子水处理的脉冲电源，用于解决现有脉冲电源使用寿命短、能耗高的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于脉冲等离子水处理的脉冲电源，包括与三相交流电源相连的工频整流滤波模块，其特征在于，所述工频整流滤波模块连接有LCC谐振逆变模块，所述LCC谐振逆变模块连接有升压整流模块，所述升压整流模块连接有脉冲功率开关，所述脉冲功率开关连接有脉冲变压器，所述脉冲变压器连接有磁压缩电路模块，所述磁压缩电路模块与负载相连；所述脉冲电源还包括ARM控制器，所述ARM控制器通过驱动电路与所述LCC谐振逆变模块相连，所述ARM控制器通过脉冲驱动模块与所述脉冲功率开关相连。

本实用新型提供的用于脉冲等离子水处理的脉冲电源还具有以下技术特征：

进一步地，所述升压整流模块与所述脉冲功率开关之间还设有与所述ARM控制器相连的中间采样单元。

进一步地，所述中间采样单元包括电流采样模块和电压采样模块。

进一步地，所述升压整流模块包括升压变压器和整流模块。

进一步地，所述磁压缩电路模块与所述负载之间还设有与所述ARM控制器相连的输出采样单元。

进一步地，所述脉冲变压器为高压脉冲变压器。

本实用新型具有如下有益效果：该脉冲电源，输入的三相交流电源经工频整流滤波模块后变成直流，再经LCC谐振逆变模块后变为峰值可调的交流电，然后由升压整流模块处理后进入脉冲功率开关，再由脉冲变压器和磁压缩电路模块输出到负载；其中LCC谐振逆变模块和脉冲功率开关的由ARM控制器控通过相对应的驱动单元来控制，采用脉冲功率开关大大减小了功率管的损耗，延长了该脉冲电源的使用寿命；由于ARM控制器集成有功率因数校正环节，解决了常规脉冲电源功率因数低的问题，大大的减小了能耗，保证输出波形既能满足净化结果，又能达到节能的目的，大大降低了单位污水能耗。

附图说明

图1为本实用新型实施例的脉冲电源的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的脉冲电源的另一种结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1至图2所示的本实用新型的用于脉冲等离子水处理的脉冲电源的一个实施例中，该用于脉冲等离子水处理的脉冲电源包括与三相交流电源相连的工频整流滤波模块10，工频整流滤波模块10连接有LCC谐振逆变模块20，LCC谐振逆变模块20连接有升压整流模块30，升压整流模块30连接有脉冲功率开关40，脉冲功率开关40连接有脉冲变压器41，脉冲变压器41连接有磁压缩电路模块42，磁压缩电路模块42与负载50相连；所述脉冲电源还包括ARM控制器60，ARM(Advanced RISC Machines)控制器60通过驱动电路61与LCC谐振逆变模块20相连，ARM控制器60通过脉冲驱动模块62与脉冲功率开关40相连。该实施例中的用于脉冲等离子水处理的脉冲电源，输入的三相交流电源经工频整流滤波模块后变成直流，再经LCC谐振逆变模块后变为峰值可调的交流电，然后由升压整流模块处理后进入脉冲功率开关，再由脉冲变压器和磁压缩电路模块输出到负载；其中LCC谐振逆变模块和脉冲功率开关的由ARM控制器控通过相对应的驱动单元来控制，采用脉冲功率开关大大减小了功率管的损耗，延长了该脉冲电源的使用寿命；由于ARM控制器集成有功率因数校正环节，解决了常规脉冲电源功率因数低的问题，大大的减小了能耗，保证输出波形既能满足净化结果，又能达到节能的目的，大大降低了单位污水能耗。

在上述实施例中，用于脉冲等离子水处理的脉冲电源还具有以下技术特征：升压整流模块30与脉冲功率开关40之间还设有与ARM控制器60相连的中间采样单元63。中间采样单元63包括电流采样模块631和电压采样模块632。升压整流模块30包括升压变压器31和整流模块32。磁压缩电路模块42与负载50之间还设有与ARM控制器60相连的输出采样单元64。脉冲变压器41为高压脉冲变压器。

上述实施例中的用于脉冲等离子水处理的脉冲电源中，ARM控制器还具有控制软开关导通和关断、对电源的电压和电流进行采样分析，包括过程采样和输出采样，还具有自适应分析、功率原件温度分析、风扇温度分析等功能，可以应对实际工程应用中的污水成分复杂多变，使之在不同的污水处理条件下自动调整，保证输出波形既能满足净化结果，又能达到节能的目的，大大降低了单位污水能耗。该脉冲电源输出脉冲的能量大小是通过调整LCC谐振逆变模块的频率来改变脉冲功率开关的输入直流电压大小来实现的，输出脉冲频率大小是通过调整脉冲功率开关来实现的，最终实现输出脉冲频率为0-3KHZ可调，输出峰值电压0-1.1KV可调。该实施例中的脉冲电源，具有体积小、重量轻、实用寿命长、自适应性、软开关技术、功率因数高、转换效率高、能耗小、输出波形既能满足净化结果，又能达到节能的目的，大大降低了单位污水的能耗，能广泛应用于电力、冶金、化工、水泥等行业的污水处理。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。