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1、10申请公布号CN104190548A43申请公布日20141210CN104190548A21申请号201410512554X22申请日20140929B03C3/6620060171申请人长沙天瑞能源科技有限公司地址410004湖南省长沙市雨花区迎新路868号德思勤城市广场A6栋72发明人聂勤俭74专利代理机构北京弘权知识产权代理事务所普通合伙11363代理人逯长明许伟群54发明名称静电除尘器高压脉冲供电系统57摘要本发明公开的静电除尘器高压脉冲供电系统，包括基础电源电路，和至少两组相同且相互串联的脉冲发生电路；所述脉冲发生电路的供电端连接所述基础电源电路的输出端，所述基础电源电路的输出端。
2、连接负载；当所述脉冲发生电路的供电端未输出脉冲电压时，所述基础电源电路向所述负载输出基础电压，当所述脉冲发生电路的供电端输出所述脉冲电压时，所述脉冲电压与所述基础电压叠加后向所述负载输出。与现有技术相比，能够减小粉尘层的累积电压，不仅能够避免击穿，防止反电晕现象的产生，提高除尘效率，而且能够降低能耗。51INTCL权利要求书1页说明书6页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图3页10申请公布号CN104190548ACN104190548A1/1页21静电除尘器高压脉冲供电系统，其特征在于，包括基础电源电路，和至少两组相同且相互串联的脉冲发生电路；。
3、所述脉冲发生电路的供电端连接所述基础电源电路的输出端，所述基础电源电路的输出端连接负载；当所述脉冲发生电路的供电端未输出脉冲电压时，所述基础电源电路向所述负载输出基础电压，当所述脉冲发生电路的供电端输出所述脉冲电压时，所述脉冲电压与所述基础电压叠加后向所述负载输出。2如权利要求1所述的静电除尘器高压脉冲供电系统，其特征在于，所述脉冲发生电路包括低压直流电源、开关管、储能元件及脉冲变压器；其中，所述开关管的一端与所述低压直流电源连接，另一端与所述低压直流电源的接地端连接；所述储能元件一端连接所述开关管，另一端连接所述脉冲变压器原边的一端，所述脉冲变压器原边的另一端接地；所述脉冲变压器副边与所述基。
4、础电源电路的电压输入端串联。3如权利要求2所述的静电除尘器高压脉冲供电系统，其特征在于，所述脉冲发生电路还包括与所述储能元件并联的反向吸收电路，所述反向吸收电路由相互并联的吸收电路和双向导通电路组成；所述吸收电路由电阻、电容和单向导通元件组成，所述电阻和所述电容并联后与所述单向导通元件串联，所述单向导通元件的导通方向与所述开关管闭合时的导通方向一致；所述导通电路由相互串联的双向稳压管组成。4如权利要求2所述的静电除尘器高压脉冲供电系统，其特征在于，所述脉冲发生电路还包括并联在所述脉冲变压器原边两端的防饱和电路，所述防饱和电路包括相互串联的电感和电源。5如权利要求2所述的静电除尘器高压脉冲供电系。
5、统，其特征在于，所述脉冲发生电路还包括并联在所述低压直流电源和所述开关管之间的滤波元件。6如权利要求2所述的静电除尘器高压脉冲供电系统，其特征在于，所述脉冲发生电路还包括串联在所述低压直流电源输入端与所述储能元件之间的防倒灌电路，用于当所述储能元件放电时电流单向导通。7如权利要求1所述的静电除尘器高压脉冲供电系统，其特征在于，所述脉冲发生电路为10组。8如权利要求1所述的静电除尘器高压脉冲供电系统，其特征在于，还包括与所述负载并联的过压保护电路。权利要求书CN104190548A1/6页3静电除尘器高压脉冲供电系统技术领域0001本发明涉及供电技术领域，更具体而言，涉及一种静电除尘器高压脉冲供。
6、电系统。背景技术0002随着工业发展，作为有效脱除工业废气中固体颗粒的装置，静电除尘器被广泛应用于各个工业部门。静电除尘器的除尘原理是，利用正极集尘极和负极电晕极产生的高压电场使烟气气流中的粉尘荷负电，荷负电的粉尘在电场力作用下向集尘极运动，沉积到集尘极板处，从而实现与烟气气流分离。通常，除尘效率与电压之间的关系满足公式除尘效率F峰值电压平均电压粉尘粒径，也就是说，粉尘粒径越小，比电阻越低，荷电所需要的电压越大。0003而现有的静电除尘器通过直流电源供电，随着电压的逐渐升高，沉积在集尘极板上比电阻相对较高的粉尘很难释放掉电荷，对后面的荷电粉尘进行排斥，使粉尘层之间形成较大的电位梯度。而随着粉尘。
7、的积累，集尘极粉尘层的电压逐渐增大，当粉尘层的电压达到一定值，粉尘颗粒就会击穿粉尘层，产生与电晕极极性相反的反电晕，不仅导致粉尘颗粒脱离集尘极，使除尘效率降低，而且带有正离子的粉尘颗粒向电晕极运动过程中，中和电晕极产生的负离子，从而降低了静电除尘器的电场电压，导致能耗较高。发明内容0004有鉴于此，本发明实施例提供的静电除尘器高压脉冲供电系统，不仅能够避免击穿，防止反电晕现象的产生，提高除尘效率，而且能够降低能耗。0005本发明实施例提供的静电除尘器高压脉冲供电系统，包括基础电源电路，和至少两组相同且相互串联的脉冲发生电路；所述脉冲发生电路的供电端连接所述基础电源电路的输出端，所述基础电源电路。
8、的输出端连接负载；当所述脉冲发生电路的供电端未输出脉冲电压时，所述基础电源电路向所述负载输出基础电压，当所述脉冲发生电路的供电端输出所述脉冲电压时，所述脉冲电压与所述基础电压叠加后向所述负载输出。0006优选的，所述脉冲发生电路包括低压直流电源、开关管、储能元件及脉冲变压器；其中，所述开关管的一端与所述低压直流电源连接，另一端与所述低压直流电源的接地端连接；所述储能元件一端连接所述开关管，另一端连接所述脉冲变压器原边的一端，所述脉冲变压器原边的另一端接地；所述脉冲变压器副边与所述基础电源电路的电压输入端串联。0007优选的，所述脉冲发生电路还包括与所述储能元件并联的反向吸收电路，所述反向吸收电。
9、路由相互并联的吸收电路和双向导通电路组成；所述吸收电路由电阻、电容和单向导通元件组成，所述电阻和所述电容并联后与所述单向导通元件串联，所述单向导通元件的导通方向与所述开关管闭合时的导通方向一致；所述导通电路由相互串联的双向稳压管组成。0008优选的，所述脉冲发生电路还包括并联在所述脉冲变压器原边两端的防饱和电说明书CN104190548A2/6页4路，所述防饱和电路包括相互串联的电感和电源。0009优选的，所述脉冲发生电路还包括并联在所述低压直流电源和所述开关管之间的滤波元件。0010优选的，所述脉冲发生电路还包括串联在所述低压直流电源输入端与所述储能元件之间的防倒灌电路，用于当所述储能元件放。
10、电时电流单向导通。0011优选的，所述脉冲发生电路为10组0012优选的，还包括与所述负载并联的过压保护电路。0013由以上技术方案可知，本发明实施例所提供的静电除尘器高压脉冲供电系统，包括基础电源电路，和至少两组相同且相互串联的脉冲发生电路；脉冲发生电路的供电端连接基础电源电路的输出端，基础电源电路的输出端连接负载。当脉冲发生电路未供电状态下，基础电源电路为负载提供基础电压，当脉冲发生电路供电时，电源系统为负载提供的电压为脉冲发生电路输出的脉冲电压与基础电压叠加后电压之和。与现有技术相比，峰值电压为脉冲电压，当粉尘沉积到集尘极之后，静电除尘器的电压减小，不仅为粉尘放电提供的环境，同时也提供了。
11、足够的放电时间，从而能够减小粉尘层的累积电压，不仅能够避免击穿，防止反电晕现象的产生，提高除尘效率，而且能够降低能耗。附图说明0014为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。0015图1为本发明实施例提供的静电除尘器高压脉冲供电系统。
12、的电路框图；0016图2为本发明实施例提供的静电除尘器高压脉冲供电系统输出的电压波形图；0017图3为本发明实施例提供的脉冲发生电路的电路框图；0018图4为本发明实施例提供的脉冲发生电路的等效电路图；0019图5为本发明实施例提供的脉冲发生电路输出的电流、电压波形图；0020图6为本发明实施例提供的脉冲发生电路的第二种实施方式电路框图；0021图7为本发明实施例提供的脉冲发生电路的电路连接图；0022图8为本发明实施例提供的静电除尘器高压脉冲供电系统的电路图。具体实施方式0023下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一。
13、部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。0024通常，当反电晕现象产生时，静电除尘器集尘极电离出的正离子使得带负电的粉尘所带负电荷被中和或者带上正电，导致粉尘脱离集尘极，或者改变方向，向放电极运动，说明书CN104190548A3/6页5从而需要进行二次除尘，降低了除尘效率。0025为了解决上述问题，避免反电晕现象的产生，请参考图1，图1示出了本发明实施例提供的静电除尘器高压脉冲供电系统的电路框图。由于除尘过程中需要将静电除尘器的环境维持在起晕电压附近，本供电系统包括一个基础电源电路1，基。
14、础电源电路1所提供的为稳定的直流电压。还包括在除尘时，为粉尘提供峰值电压的脉冲发生电路2。在本实施例中，设置有至少两组相同的脉冲发生电路2，每组脉冲发生电路2的供电端均与基础电源电路1的连接，基础电源电路1的输出端连接负载3。需要指出的，负载3为根据静电除尘器的工作原理进行的等效，为了便于描述，本发明实施例中所述的负载均是静电除尘器的等效，本发明对此不再赘述。0026当脉冲发生电路2未输出电压时，加载在负载3上的电压为基础电源电路1的基础电压，该基础电压的大小约为静电除尘器的起晕电压，以便于为粉尘提供一个静电场。当脉冲发生电路2输出脉冲电压时，脉冲电压与基础电压叠加后输出至负载3，为除尘提供高。
15、电压。0027无论静电除尘器的供电系统为何种形式，静电除尘器中的粉尘荷电所需要的能量为定值，使用直流供电系统，峰值电压持续的时间较长，峰值电压相对较小，而使用脉冲供电系统时，由于峰值电压的脉宽相对较小，因此，脉冲供电系统供电时，峰值电压相对于直流供电系统供电时相对较大，因此，能够使粒径较小的粉尘荷电，而且能够加快粉尘移动到集尘极的速度，提高除尘效率。0028此外，按照气体击穿理论，气体在击穿之前需要一定的时间进行能量的积累，当能量积累到击穿的临界值时，气体击穿。同样的，粉尘层的击穿也需要能量积累的时间，如果使用直流供电系统，带有电的荷粉尘沉积到集尘极之后，由于直流供电系统加载到负载上的电压一直。
16、存在，导致粉尘无法释放电荷，粉尘层的电压越来越高，最终被击穿，形成反电晕。参见图2，图2为本发明实施例提供的静电除尘器高压脉冲供电系统输出的电压波形图，其中，U1为基础电源电路产生的基础电压，U2为基础电压叠加脉冲电压之后的电压。可以看出，本发明实施例中，峰值电压作用的时间为脉宽的时间，当粉尘在峰值电压作用下荷电，并沉积到集尘极后，加载到负载上的电压变为U1,符合粉尘的放电条件，粉尘能够释放自身电荷。当峰值电压的脉宽足够小，脉冲电压的周期足够长，粉尘可以在下一个峰值电压加载之前释放掉自身电荷，保证集尘极粉尘层的电压不会达到击穿电压的临界值，不仅能够充分利用峰值电压尽可能多的粉尘荷电，而且能够避。
17、免击穿的发生。0029由于负载所需要的峰值电压为60KV到80KV，如果使用传统的脉冲发生电路，需要通过一个高压直流辅助电源供电，并通过变压器将产生的脉冲电压耦合到基础电压上，不仅所产生的脉冲电压宽度较大，而且仅仅一级电路，其中任何部件故障，将会导致静电除尘器无法正常运行。为了解决上述问题，本发明实施例通过多级相同脉冲发生电路串联的方式向负载提供高压脉冲电源。0030由于本发明实施例中，各级脉冲发生电路的电路连接相同，本发明实施例中仅以一个脉冲发生电路为例进行描述。请参考图3，图3为本发明实施例提供的脉冲发生电路的电路框图。由于通过多级脉冲发生电路串联的方式提供高压脉冲电压，因此，每级脉冲发生。
18、电路通过低压直流电源21供电，低压直流电源21并联开关管22，即，开关管22的一端连接低压直流电源21，另一端连接低压直流电源21的接地端；开关管22还连接储能元件23的说明书CN104190548A4/6页6一端，储能元件23的另一端连接脉冲变压器24的原边241的一端，脉冲变压器原边241的另一端接地，脉冲变压器24的副边242与基础电源电路1串联。采用多级脉冲发生电路串联的方式提供高压脉冲，与传统高压脉冲发生电路相比，所产生的电压脉宽更窄，而且当其中某一脉冲发生电路故障时，不影响其他脉冲发生电路的工作，进而不影响静电除尘器的正常工作。0031参见图4，图4为本发明实施例提供的脉冲发生电路。
19、的等效电路图。由于脉冲发生电路2的具体电路结构较复杂，本发明实施例为了便于本领域技术人员理解，将脉冲发生电路进行简化，并对简化后的等效路进行描述。参见图4，图4为本发明实施例提供的脉冲发生电路的等效电路图，该电路由相互串联的开关器件K、电容CDC、电感L、电阻R和电容C组成。其中，开关器件K为原脉冲发生电路中开关管22的等效元件；电容CDC为原脉冲发生电路中储能元件23的等效元件；电感L、电阻R和电容C共同为原脉冲发生电路中原边241的等效元件。0032当开关器件K未导通时，电容C上的电压为基础电压；当开关器件K导通时，电容CDC通过K放电，瞬间产生一个脉冲，向电感L和电阻R释放加载到电容C上。
20、，并通过电感L、电阻R和电容C耦合叠加到基础电压上，然后施加到负载3上。上述为电容CDC将全部能量释放到电容C的过程，当电容CDC中的能量释放完毕，电容C中的能量通过开关器件K中的二极管再次流向电容CDC,这个过程，脉冲电压减小，直到下个电容CDC释放能量时完成一个脉冲周期。0033参见图5，图5为本发明实施例提供的脉冲发生电路输出的电流、电压波形图，其中，0到T1时刻，为上述过程中K导通时，电容CDC放电的过程，如果将此时电流的流动视为正向流动，则T1时刻为电容CDC的储能释放完毕的时刻，T1时刻到T2时刻为能量从电容CL流回电容CDC的过程，此过程电流反向流动。由此可见，电容CL充电过程中。
21、，脉冲电压逐渐增大，当电容CL向电容CDC反向放电时，脉冲电压逐渐减小，直到电容CL放电完毕。0034需要指出的，由于电路中的元件会消耗部分能量，因此，回流到电容CDC的能量为其放电时能量的90，但是传统直流供电系统在供电过程中，无能量回流，相当于消耗的能量为100，因此，与现有技术相比，本发明实施例的脉冲供电系统供电时的耗能大大减小，能够节省70到80的能量。0035通常，脉冲发生电路中电容放电的瞬间，会产生一定频率的尖峰能量，该尖峰能量对脉冲发生电路2会产生很大损害，以至于会缩短脉冲电路2的使用寿命。因此，还请参考图6，图6示出了本发明实施例提供的脉冲发生电路的第二种实施方式电路框图，为了。
22、对脉冲发生电路2进行保护，在本发明实施例提供的脉冲发生电路2中，还设置有反向吸收电路28，反向吸收电路28由相互并联的吸收电路和双向导通电路组成，吸收电路由电阻、电容和单向导通元件组成，电阻和电容并联后与单向导通元件串联，单向导通元件的导通方向与开关管闭合时的导通方向一致；导通电路由相互串联的双向稳压管组成。0036此外，需要说明的，通常脉冲发生电路2所产生的脉冲电压的大小受变压器磁芯的影响，当磁芯饱和后，电流主要以漏电流的形式流过磁芯，变压器的等效电感近似于短路，无法产生更高的电压，而且还会引起回路振荡。而本发明实施例要求加到负载3上的电压为高电压，因此，为了增大变压器磁芯的动态范围，增大脉。
23、冲发生电路2的峰值电压，在脉冲发生电路2变压器的原边并联有防饱和电路25，防饱和电路25包括相互串联的电感和说明书CN104190548A5/6页7电源。当然，为了使脉冲发生电路2的功能更加完善，在低压直流电源21和开关管22之间并联有滤波元件26；为了减小储能元件23放电时对低压直流电源21和滤波元件26的影响，在低压直流电源21输入端与储能元件23之间串联有防倒灌电路27。0037其中，每部分电路均可以有多种连接方式，可以根据用户的具体需求实现，本发明对此不做限制。为了便于本领域技术人员对本发明技术方案有更加具体、详细的了解，下面通过本发明的一个优选实施方式进行阐述。0038请参见图7，图。
24、7为本发明实施例提供的脉冲发生电路的电路连接图，其中，500V直流电源为脉冲发生电路的低压直流电源，电容C2为滤波电容，电感L2为扼流电感，并与二极管VD3共同构成防倒灌电路，V1为IGBTINSULATEDGATEBIPOLARTRANSISTOR，绝缘栅双极型晶体管开关管，电容C3为储能电容，电路71为反向吸收电路，电路72为防饱和电路，T2为脉冲变压器的副边。0039IGBT开关管受到500V直流电源的驱动信号后瞬间导通，储能电容C3中的能量瞬间通过IGBT开关管向脉冲变压器原边释放，形成脉冲电压信号，脉冲电压信号通过变压后加载负载之上。当储能电容C3放电完成后，加在负载上的能量通过IG。
25、BT开关管中的二极管反向流回储能电容C3，完成一个谐振周期。0040当IGBT开关管导通的瞬间，会产生一个尖峰能量，对电路有一定损害。在本实施例中，该能量的高频部分能够被反向吸收电路71中的电容C4消耗掉，剩余的带有一定宽度和能量的部分能够全部被电阻R3消耗掉，从而将尖峰全部吸收，对脉冲发生电路进行保护。0041当储能电容C3放电时，电流流向与500V直流电源方向相反，而VD3的导通方向与500V直流电源方向相同，使得储能电容C3放电时，电流不会向前流入，从而避免对前级电路的影响。0042当然，上述仅为本发明的一个优选示例，上述电路中的功能电路及元件的不限于上述描述，也可以是其他适合的电路连接。
26、方式和功能元件，本发明对此不做限制。0043再请参见图8，图8为本发明实施例提供的静电除尘器高压脉冲供电系统的电路图，其中，81为该供电系统的基础电源电路，为负载提供稳定的直流电压，82为上述连接方式的脉冲发生电路，在本实施例中，与基础电源电路串联有10组脉冲发生电路，静电除尘器等效为本电路中相互并联的CL和RL，与负载并联的有过压保护电路，包括并联在基础电源电路81输出端和最后一组脉冲发生电路供电端的电容C5，及一端连接电容C5另一端连接负载的RL电路。0044与现有技术相比，该供电系统采用多个脉冲发生单元组合而成，每个单元用IGBT作为开关器件驱动一个脉冲变压器，利用电容电感谐振充放电，次。
27、级输出电压是所有单元次级电压的叠加，每个单元的IGBT驱动可以共地，将多股小脉冲电压叠加最后形成高压脉冲。0045综合上述，本发明实施例所提供的静电除尘器高压脉冲供电系统，包括基础电源电路，和至少两组相同且相互串联的脉冲发生电路；脉冲发生电路的供电端连接基础电源电路的输出端，基础电源电路的输出端连接负载。当脉冲发生电路未供电状态下，基础电源电路为负载提供基础电压，当脉冲发生电路供电时，电源系统为负载提供的电压为脉冲发生电路输出的脉冲电压与基础电压叠加后电压之和。与现有技术相比，峰值电压为脉冲电说明书CN104190548A6/6页8压，当粉尘沉积到集尘极之后，静电除尘器的电压减小，不仅为粉尘放。
28、电提供的环境，同时也提供了足够的放电时间，从而能够减小粉尘层的累积电压，不仅能够避免击穿，防止反电晕现象的产生，提高除尘效率，而且能够降低能耗。0046需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。0047以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。说明书CN104190548A1/3页9图1图2图3说明书附图CN104190548A2/3页10图4图5图6图7说明书附图CN104190548A103/3页11图8说明书附图CN104190548A11。