一种保温管无补偿预应力安装高频开关电源的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种保温管无补偿预应力安装高频开关电源，包括控制单元、功率单元和冷却单元；控制单元包括辅助电源、保护控制系统和信号采集系统；功率单元包括交流输入信号、整流电路、高频逆变电路、高频整流电路和输出负载；保护控制系统控制驱动所述高频逆变电路，交流输入信号先经过整流电路变成直流，然后经由高频逆变电路和高频整流电路变成脉动的直流信号到输出负载上，整流电路、高频逆变电路、高频整流电路和输出负载的信号反馈给保护控制系统。本发明的有益效果是：可以减小开关损耗，降低电磁干扰，提高整机效率和功率密度，实现电源产品的高效节能，使电源装置显著减小了体积和重量，减少成本和占地面积。
【专利说明】一种保温管无补偿预应力安装高频开关电源
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种开关电源，尤其是涉及一种保温管无补偿预应力安装高频开关电源。
【背景技术】
[0002]由于国情差异，我国从国外进口的设备应用于国内热力管网预应力安装存在很大的局限性。首先是一次性预热的管网长度短，管网平均回缩值大，应力释放不彻底，其次是一个预热段预热时间加长，总体施工周期延长，成本提高。为了利用好这些管网，就需要对现有的开关电源进行调整。并且国内的大功率整流加热电源多采用可控硅整流技术，设备体积和重量相当大，效率也较低。而现场施工是由发电机来供电，这样发电机的容量将需要进一步提高，发电机油耗随之增加。现场设备搬运难度加大，发电机租赁成本也提高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种结构简单、安全可靠的保温管无补偿预应力安装高频开关电源。
[0004]本发明的技术方案是:一种保温管无补偿预应力安装高频开关电源，包括控制单元、功率单元和冷却单元；
[0005]所述控制单元包括辅助电源、保护控制系统和信号采集系统；
[0006]所述功率单元包括交流输入信号、整流电路、高频逆变电路、高频整流电路和输出负载；
[0007]所述冷却单元包括冷却系统；
[0008]所述辅助电源提供电能给所述冷却系统和所述保护控制系统，所述保护控制系统控制驱动所述高频逆变电路，所述交流输入信号先经过所述整流电路变成直流，然后经由所述高频逆变电路和所述高频整流电路变成脉动的直流信号到所述输出负载上，所述整流电路反馈信号给所述保护控制系统，所述信号采集系统采集所述高频逆变电路、所述高频整流电路和所述输出负载的信号反馈给所述保护控制系统，所述交流输入信号与所述辅助电源连接，所述冷却系统与所述整流电路、所述高频逆变电路、所述高频整流电路之间进行热交换。
[0009]优选地，所述控制单元还包括与所述辅助电源连接的PWM控制电路；
[0010]所述功率单元中还包括高频隔离变压器，所述整流电路为桥式整流滤波电路，所述高频逆变电路为IGBT模块；
[0011]所述信号采集系统包括温度传感系统、稳流限流系统和稳压限压系统；
[0012]与所述辅助电源连接的所述交流输入信号先经过所述桥式整流滤波电路变成直流，然后经由所述PWM控制电路通过隔离驱动控制的所述IGBT模块逆变为高频的交流信号，接着经过所述高频隔离变压器和所述高频整流电路变成脉动的直流信号到所述输出负载上，所述桥式整流滤波电路的信号通过过流检测器和欠过压检测电路反馈给所述保护控制系统，温度传感系统反馈高频整流电路的信号给所述保护控制系统，所述保护控制系统控制所述PWM控制电路，与所述辅助电源连接的所述稳流限流系统和稳压限压系统分别进行电流和电压采样，且反馈给所述PWM控制电路，所述IGBT模块通过隔离驱动反馈信号给所述PWM控制电路。
[0013]优选地，所述冷却系统包括与辅助电源连接的风冷却系统和水冷却系统，所述风冷却系统与所述高频隔离变压器之间进行热交换，所述水冷却系统与所述桥式整流滤波电路、IGBT模块、高频整流电路之间进行热交换。
[0014]本发明具有的优点和积极效果是:
[0015]由于采用上述技术方案，可以减小开关损耗，降低电磁干扰，提高整机效率和功率密度，实现电源产品的高效节能。由于采用高频功率变换，使电源装置显著减小了体积和重量，减少大量铜材、钢材和占地面积。由于变换效率提高，能耗减少，降低了电源周围环境的室温，改善了工作环境。采用了风冷和水冷相结合的方法进行热交换，保证功率单元高效可
靠的工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的原理简图；
[0017]图2是本发明的详细原理图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0019]如图1和图2所示，本发明包括控制单元、功率单元和冷却单元。
[0020]所述控制单元包括辅助电源、保护控制系统、信号采集系统和与所述辅助电源连接的PWM控制电路。
[0021]所述功率单元包括交流输入信号、桥式整流滤波电路、作为高频逆变电路的IGBT模块、高频隔离变压器、高频整流电路和输出负载。
[0022]所述冷却单元包括冷却系统。
[0023]所述信号采集系统包括温度传感系统、稳流限流系统和稳压限压系统。
[0024]与所述辅助电源连接的所述交流输入信号先经过所述桥式整流滤波电路变成直流，然后经由所述PWM控制电路通过隔离驱动控制的所述IGBT模块逆变为高频的交流信号，接着经过所述高频隔离变压器和所述高频整流电路变成脉动的直流信号到所述输出负载上，所述桥式整流滤波电路的信号通过过流检测器和欠过压检测电路反馈给所述保护控制系统，温度传感系统反馈高频整流电路的信号给所述保护控制系统，所述保护控制系统控制所述PWM控制电路，与所述辅助电源连接的所述稳流限流系统和稳压限压系统分别进行电流和电压采样，且反馈给所述PWM控制电路，所述IGBT模块通过隔离驱动反馈信号给所述PWM控制电路。
[0025]所述冷却系统包括与辅助电源连接的风冷却系统和水冷却系统，所述风冷却系统与所述高频隔离变压器之间进行热交换，所述水冷却系统与所述桥式整流滤波电路、IGBT模块、高频整流电路之间进行热交换。
[0026]在使用过程中，将本发明的输出正负级分别接在待预应力安装的供水管线和回水管线上，供水管线和回水管线的末端再用软电缆连接，这样在物理上形成一个串联回路，通过电源的控制单元控制输出电流，把管线等效为一个电阻进行通电加热。电源控制单元的温度环节可以有效控制加热管线的实际温度，最终以达到管道预应力安装的工艺要求。
[0027]施工现场使用具体性能参数比较如下:
[0028]预热管材规格:DN1200_X 12_
[0029]预热管沟长度:1000米
[0030]
【权利要求】
1.一种保温管无补偿预应力安装高频开关电源，其特征在于:包括控制单元、功率单元和冷却单元； 所述控制单元包括辅助电源、保护控制系统和信号采集系统； 所述功率单元包括交流输入信号、整流电路、高频逆变电路、高频整流电路和输出负载； 所述冷却单元包括冷却系统； 所述辅助电源提供电能给所述冷却系统和所述保护控制系统，所述保护控制系统控制驱动所述高频逆变电路，所述交流输入信号先经过所述整流电路变成直流，然后经由所述高频逆变电路和所述高频整流电路变成脉动的直流信号到所述输出负载上，所述整流电路反馈信号给所述保护控制系统，所述信号采集系统采集所述高频逆变电路、所述高频整流电路和所述输出负载的信号反馈给所述保护控制系统，所述交流输入信号与所述辅助电源连接，所述冷却系统与所述整流电路、所述高频逆变电路、所述高频整流电路之间进行热交换。
2.根据权利要求1所述的保温管无补偿预应力安装高频开关电源，其特征在于:所述控制单元还包括与所述辅助电源连接的PWM控制电路； 所述功率单元中还包括高频隔离变压器，所述整流电路为桥式整流滤波电路，所述高频逆变电路为IGBT模块； 所述信号采集系统包括温度传感系统、稳流限流系统和稳压限压系统； 与所述辅助电源连接的所述交流输入信号先经过所述桥式整流滤波电路变成直流，然后经由所述PWM控制电路通过隔离驱动控制的所述IGBT模块逆变为高频的交流信号，接着经过所述高频隔离变压器和所述高频整流电路变成脉动的直流信号到所述输出负载上，所述桥式整流滤波电路的信号通过过流检测器和欠过压检测电路反馈给所述保护控制系统，温度传感系统反馈高频整流电路的信号给所述保护控制系统，所述保护控制系统控制所述PWM控制电路，与所述辅助电源连接的所述稳流限流系统和稳压限压系统分别进行电流和电压采样，且反馈给所述PWM控制电路，所述IGBT模块通过隔离驱动反馈信号给所述PWM控制电路。
3.根据权利要求1或2所述的保温管无补偿预应力安装高频开关电源，其特征在于:所述冷却系统包括与辅助电源连接的风冷却系统和水冷却系统，所述风冷却系统与所述高频隔离变压器之间进行热交换，所述水冷却系统与所述桥式整流滤波电路、IGBT模块、高频整流电路之间进行热交换。
【文档编号】H02M7/217GK103683990SQ201210349930
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月18日 优先权日:2012年9月18日
【发明者】安树森 申请人:天津市信诺创能科技发展有限公司