一种基于igbt的开关型高压脉冲电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及IGBT开关电源领域，尤其涉及一种基于IGBT的开关型高压脉冲电源。
【背景技术】
[0002]高压脉冲电源是高压电源的一种，是在高压直流电源的基础上增加了开关电路，从而输出脉冲幅度可调、脉冲宽度可调、脉冲频率可调的、脉冲输出个数可设定的一种高压电源。高压脉冲电源的种类有很多，按高压脉冲电源的实现方法其可分为机械开关式，高压固态开关式、Marx网络等，其中高压固态开关式和Marx网络可实现纳秒级的窄脉冲和很高的脉冲频率，高压脉冲电源可广泛用于空气净化，放电等离子烧结、高压充电、高压放电、制作纳米材料、处理染料废水等多种场合。现有的高压脉冲电源容易出现电压不均衡的现象，导致IGBT组件容易承受过电压，而IGBT承受过电压的时间较短，若不能及时检测到IGBT异常时，IGBT就会因过压损坏，从而影响高压脉冲电源的性能。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种结构设计简单，能够自动关断IGBT开关，保护开关电源的技术方案:
[0004]一种基于IGBT的开关型高压脉冲电源，主要包括底板、整流模块、IGBT模块、电流传感器、温度传感器，整流模块和IGBT模块分别安装在散热器A、散热器B上，散热器A、散热器B固定安装在底板上，电流传感器、温度传感器均安装在靠近IGBT模块的散热器B上，底板上还安装有电容、空气开关、控制电路板，空气开关的输出端连接整流模块的输入端，整流模块的直流输出端连接电容，电容两端并联有电阻，电容输出端连接IGBT模块输入端，IGBT模块两端并联吸收电容，控制电路板上设有IGBT驱动模块、PWM放大模块、DSP系统以及IGBT保护模块。
[0005]作为优选，DSP系统依次连接PWM放大模块、IGBT驱动模块，IGBT保护模块连接DSP系统，IGBT驱动模块连接IGBT模块。
[0006]作为优选，温度传感器连接IGBT模块。
[0007]作为优选，IGBT保护模块包括型号为⑶4072的四输入或门芯片、型号为⑶4078的八输入或门芯片、型号为CD4071的二输入或门芯片，四输入或门芯片输出端与八输入或门芯片的输出端连接二输入或门芯片输入端，二输入或门芯片输出端连接DSP系统，四输入或门芯片、八输入或门芯片、二输入或门芯片分别接地。
[0008]本实用新型的有益效果在于:
[0009](I)本实用新型设置温度传感器，在高压脉冲电源温度过高时，能够自动停止开关电源的工作以保护高压脉冲电源。
[0010](2)本实用新型采用IGBT保护模块，当IGBT模块出现异常时，IGBT保护模块将异常信号传送至DSP系统来中断PWM信号的发出，使IGBT模块处于关断状态，从而保护整个高压脉冲电源系统。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的正视图。
[0012]图2为本实用新型的控制电路板俯视连接图。
[0013]图3为本实用新型的IGBT保护模块电路图。
【具体实施方式】
[0014]为使本实用新型的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
[0015]如图1-2所示，一种基于IGBT的开关型高压脉冲电源，主要包括底板1、整流模块2、IGBT模块3、电流传感器4、温度传感器5，整流模块2和IGBT模块3分别安装在散热器A6、散热器B 7上，散热器A 6、散热器B 7固定安装在底板I上，电流传感器4、温度传感器5均安装在靠近IGBT模块3的散热器B 7上，温度传感器5连接IGBT模块3，底板I上还安装有电容8、空气开关9、控制电路板10，空气开关9的输出端连接整流模块2的输入端，整流模块2的直流输出端连接电容8，电容8两端并联有电阻11，电容8输出端连接IGBT模块3输入端，IGBT模块3两端并联吸收电容12，有效吸收电压尖峰，控制电路板10上设有IGBT驱动模块101、PWM放大模块102、DSP系统103以及IGBT保护模块104，DSP系统103依次连接PWM放大模块102、IGBT驱动模块101，IGBT保护模块104连接DSP系统103，IGBT驱动模块101连接IGBT模块104，DSP系统103发出PWM信号，PWM信号用于控制IGBT模块3的通断，当电源温度过高时，温度传感器5将温度信号发送至控制电路板10中的DSP系统103，DSP系统103将PWM信号放大后关断IGBT模块3中相对应的IGBT，本实用新型设置温度传感器，在高压脉冲电源温度过高时，能够自动停止开关电源的工作以保护高压脉冲电源。
[0016]如图3所示，IGBT保护模块104包括型号为⑶4072的四输入或门芯片1041、型号为⑶4078的八输入或门芯片1042、型号为⑶4071的二输入或门芯片1043，四输入或门芯片1041输出端与八输入或门芯片1042的输出端连接二输入或门芯片1043输入端，二输入或门芯片1043输出端连接DSP系统103，四输入或门芯片1041、八输入或门芯片1042、二输入或门芯片1043分别接地，当IGBT模块5正常工作时，二输入或门芯片1043输出端输出低电平，四输入或门芯片1041输出端与八输入或门芯片1042的输出端都输出低电平，输入到DSP系统103的信号为低电平，DSP系统103继续发出PWM信号，整个电源系统正常工作，当IGBT模块5中任何一个IGBT出现异常时，异常信号从四输入或门芯片1041输入端与八输入或门芯片1042的输入端输入，二输入或门芯片1043输出端输出高电平，四输入或门芯片1041输出端与八输入或门芯片1042的输出端至少有一个输出高电平，输入到DSP系统103的信号由低电平变为高电平，DSP系统103中断PWM信号的发出，关断所有IGBT，从而保护整个电源系统，本实用新型采用IGBT保护模块，当IGBT模块出现异常时，IGBT保护模块将异常信号传送至DSP系统来中断PWM信号的发出，使IGBT模块处于关断状态，从而保护整个高压脉冲电源系统。
[0017]上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。
【主权项】
1.一种基于IGBT的开关型高压脉冲电源，主要包括底板(I )、整流模块(2)、IGBT模块(3)、电流传感器(4)、温度传感器(5)，其特征在于:所述整流模块(2)和所述IGBT模块(3)分别安装在散热器A (6)、散热器B (7)上，散热器A (6)、散热器B (7)固定安装在所述底板(I)上，所述电流传感器(4 )、所述温度传感器(5 )均安装在靠近所述IGBT模块(3 )的所述散热器B (7)上，所述底板(I)上还安装有电容(8)、空气开关(9)、控制电路板(10)，所述空气开关(9)的输出端连接所述整流模块(2)的输入端，所述整流模块(2)的直流输出端连接所述电容(8 )，所述电容(8 )两端并联有电阻(11)，所述电容(8 )输出端连接所述IGBT模块(3)输入端，所述IGBT模块(3)两端并联吸收电容(12)，所述控制电路板(10)上设有IGBT驱动模块(101), PWM放大模块(102)、DSP系统(103)以及IGBT保护模块(104)。
2.根据权利要求1所述的一种基于IGBT的开关型高压脉冲电源，其特征在于:所述DSP系统(103)依次连接所述PWM放大模块(102)、所述IGBT驱动模块(101 )，所述IGBT保护模块(104)连接所述DSP系统(103)，所述IGBT驱动模块(101)连接所述IGBT模块(104)。
3.根据权利要求1所述的一种基于IGBT的开关型高压脉冲电源，其特征在于:所述温度传感器(5 )连接所述IGBT模块(3 )。
4.根据权利要求1所述的一种基于IGBT的开关型高压脉冲电源，其特征在于:所述IGBT保护模块(104)包括型号为⑶4072的四输入或门芯片(1041)、型号为⑶4078的八输入或门芯片(1042 )、型号为⑶4071的二输入或门芯片(1043 )，所述四输入或门芯片(1041)输出端与所述八输入或门芯片(1042)的输出端连接所述二输入或门芯片(1043)输入端，所述二输入或门芯片(1043 )输出端连接所述DSP系统(103 )，所述四输入或门芯片(1041)、所述八输入或门芯片(1042 )、所述二输入或门芯片(1043 )分别接地。
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于IGBT的开关型高压脉冲电源，主要包括底板、整流模块、IGBT模块、电流传感器、温度传感器，整流模块和IGBT模块分别安装在散热器上，散热器固定安装在底板上，电流传感器、温度传感器均安装在靠近IGBT模块的散热器上，底板上还安装有电容、空气开关、控制电路板，空气开关的输出端连接整流模块的输入端，整流模块的直流输出端连接电容，控制电路板上设有IGBT驱动模块、PWM放大模块、DSP系统以及IGBT保护模块，本实用新型结构简单，设置温度传感器，当电源温度过高时，立即停止工作以保护电源，同时在IGBT模块出现故障时能够立即关断IGBT开关，从而保护整个系统。
【IPC分类】H02H5-04, H02M9-00, H02H7-10
【公开号】CN204464967
【申请号】CN201520233865
【发明人】宋菲, 杨晓波, 李鑫, 王素芹
【申请人】宋菲
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月18日