[0030]直流高压通过限流电感⑴向储能电容⑵充电。当充电完成后，高压隔离触发电路产生多个同步的触发脉冲触发半导体开关组件(3)。高压隔离触发电路由一个触发脉冲信号经光电隔离单元(5)和放大单元(6)放大后，再经两级的高压隔离单元(7)输入到半导体开关组件(3)。当所有半导体开关导通时，储能电容(2)对除尘器负载进行脉冲放电，续流二极管组件(4)的作用是当主回路欠阻尼条件下导通反向电流。
[0031]负极性高压输出时，如图2(a)所示，半导体开关组件(3)的阴极及续流二极管组件(4)的阳极与储能电容(2)的高压端相连；半导体开关组件(3)的阳极及续流二极管组件⑷的阴极与高压同轴电缆的中心导体相连，高压同轴电缆的外导体与储能电容⑵的低压极相连并接地。
[0032]正极性高压输出时，如图2(b)所示，半导体开关组件(3)的阳极及续流二极管组件(4)的阴极与储能电容(2)的高压端相连；半导体开关组件(3)的阴极及续流二极管组件⑷的阳极与高压同轴电缆的中心导体相连，高压同轴电缆的外导体与储能电容⑵的低压极相连并接地。
[0033]本实施方式中，主回路中限流电感(I)采用耐高压线绕制的空心电感，电感量为50 μ H ;储能电容⑵采用耐压80kV，I yF电容；半导体开关组件⑶采用10只2英寸SCR开关串联构成；续流二极管组件(4)采用10只2英寸雪崩式二极管串联构成。采用负极性高压输出，半导体开关组件(3)的阴极及续流二极管组件(4)的阳极与储能电容(2)的高压端相连；半导体开关组件(3)的阳极及续流二极管组件(4)的阴极与高压同轴电缆的中心导体相连，高压同轴电缆的外导体与储能电容⑵的低压极相连并接地。
[0034]如图3所示，高压隔离触发电路共有10路输出，每一路的光电隔离单元(5)由P521光耦和限流电阻构成，光耦输入端阳极通过限流电阻接5V稳压源，阴极接时序脉冲发生器的输出端；放大单元(6)由BC639三极管、限流电阻等构成；高压隔离单元(7)采用两级隔离脉冲变压器，第一级隔离变压器耐压10kV，变比1:1，第二级隔离变压器耐压90kV，变比为2:1。
[0035]高压隔离触发电路的实测结果如图4所示，10路触发脉冲具有非常好的前沿同步，触发脉冲宽度和幅值的差异主要是由放大单元￠)的BC639三极管开通特性决定，对SCR开关的触发影响不大。主回路以两种水电阻为负载(2kQ和20kQ)，负载电压、电容电压和负载电流的波形如图5和图6所示。以2kQ负载为例，充电电压为-10kV，输出脉冲电压峰值为-10kV，输出脉冲电流峰值为4A，脉冲宽度(半峰宽)在0.15ms，远小于电压脉冲宽度(半峰宽)2.5ms，且负载越大，脉冲越宽。
[0036]上述的对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于细颗粒强荷电的高压脉冲发生装置，包括高压主回路和高压隔离触发电路；其特征在于:所述的高压主回路置于变压器的副边，其利用变压器输出的直流高压对内部储能电容进行充电；充电完成后，由高压隔离触发电路产生多个同步的触发脉冲分别触发高压主回路中多个串联的半导体开关；当所有半导体开关导通时，储能电容对外部负载进行脉冲放电。2.根据权利要求1所述的高压脉冲发生装置，其特征在于:所述的高压主回路包括限流电感、储能电容、由多个半导体开关串联组成的半导体开关组件、由多个续流二极管串联组成的续流二极管组件以及高压同轴电缆组成；其中，限流电感的一端外接变压器输出的直流高压，限流电感另一端与储能电容的一端、半导体开关组件的一端以及续流二极管组件的一端相连，半导体开关组件的另一端与续流二极管组件的另一端以及高压同轴电缆一端的中心导体相连，储能电容的另一端与高压同轴电缆一端的外层导体共同接地，高压同轴电缆的另一端接负载。3.根据权利要求1所述的高压脉冲发生装置，其特征在于:所述的高压隔离触发电路包括多个高压隔离触发单元，所述的高压隔离触发单元包括光电隔离模块、驱动放大模块和高压隔离模块；其中，驱动放大模块通过光电隔离模块接收外部时序脉冲发生器提供的触发脉冲信号对其进行功率放大后，再经高压隔离模块触发半导体开关。4.根据权利要求3所述的高压脉冲发生装置，其特征在于:所述的高压隔离模块采用两级隔离脉冲变压器。5.根据权利要求2所述的高压脉冲发生装置，其特征在于:当所述的高压脉冲发生装置为正极性高压输出时，限流电感另一端与半导体开关组件的阳极以及续流二极管组件的阴极相连，半导体开关组件的阴极与续流二极管组件的阳极以及高压同轴电缆一端的中心导体相连；当所述的高压脉冲发生装置为负极性高压输出时，限流电感另一端与半导体开关组件的阴极以及续流二极管组件的阳极相连，半导体开关组件的阳极与续流二极管组件的阴极以及高压同轴电缆一端的中心导体相连。6.根据权利要求1或2所述的高压脉冲发生装置，其特征在于:所述的半导体开关采用 SCR 或 IGBT。7.根据权利要求2所述的高压脉冲发生装置，其特征在于:所述的限流电感采用耐高压线绕制的空心电感。8.根据权利要求1或2所述的高压脉冲发生装置，其特征在于:所述的储能电容采用耐高压的低感电容。9.根据权利要求2所述的高压脉冲发生装置，其特征在于:所述的续流二极管采用雪崩式二极管。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于细颗粒强荷电的高压脉冲发生装置，包括高压主回路和高压隔离触发电路；主回路置于变压器副边，包括限流电感、储能电容和多级半导体开关组件和续流二极管组件；高压隔离触发电路包括光电隔离单元、放大单元和高压隔离单元。与传统直流高压相比，高压脉冲产生的电晕电流远大于直流高压，因此使用本实用新型高压脉冲发生装置可以大大提高细颗粒物的荷电效率，进而提高其收集效率；同时与在变压器原边利用半导体开关产生低压脉冲，再通过脉冲变压器升压后产生高压脉冲这种方法相比，本实用新型装置只需常规交流变压器，成本低。
【IPC分类】H02M9/04
【公开号】CN204859031
【申请号】CN201520514833
【发明人】黄逸凡, 刘振, 闫克平
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月15日