一种多通道模组式直流电源结构的制作方法

本技术涉及一种多通道模组式直流电源结构，属于电力电子产品。

背景技术：

1、目前，常用直流电源大多数是采用两种结构。一种是通过可控硅对工频输入电源进行调压，控制周期为50hz，然后经过工频变压器对50hz的输入进行变流和变压之后，再经过二极管整流为直流后输出。另一种是通过可控硅调压整流后再通过igbt模块(insulatedgate bipolar transistor，简称igbt,绝缘栅双极型晶体管)中频逆变，然后通过中频变压器变流后再整流输出。这两种结构的问题都是采用独立的可控硅调压电路，无法共用直流母线供电，而可控硅调压方式功率因数低，产生的谐波大，对电网质量影响特别大，同时控制精度也比较低，输出受电网波动影响特别大。采用工频变压器的，变压器体积大、重量很重，效率比较低，大多数产品采用模拟式调节方式，调节精度低。因此，亟需一种可以共用直流母线供电，且功率因数高、可靠性好、调节响应速度快且精度高的直流电源结构。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是现有的直流电源结构都是采用独立的可控硅调压电路，无法共用直流母线供电，而可控硅调压方式功率因数低，产生的谐波大，对电网质量影响特别大，同时控制精度也比较低，输出受电网波动影响特别大。采用工频变压器的，变压器体积大、重量很重，效率比较低，大多数产品采用模拟式调节方式，调节精度低的问题。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种多通道模组式直流电源结构，使得直流电源结构可以共用直流母线供电，同时功率因数高，调节精度高，且不受电网波动影响输出的稳定性，控制精度高，可靠性高。

3、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本申请通过以下技术方案实现：

4、一种多通道模组式直流电源结构，包括安装框架、直流母线供电模组及直流输出模组，所述直流母线供电模组可拆卸设置在所述安装框架内，所述直流输出模组可拆卸设置有多个并分设在安装框架内，且直流输出模组均与直流母线供电模组电连接。

5、优选的，所述直流母线供电模组包括三相电源、断路器k1、三相整流桥bd1、吸收电容c4、逆变滤波电容组gca2及直流母线输出端子tm1；

6、所述三相电源的输出端经过所述断路器k1与所述三相整流桥bd1的整流信号输入端电连接，所述三相整流桥bd1的输出端依次电连接所述吸收电容c4、逆变滤波电容组gca2以及直流母线输出端子tm1，所述吸收电容c4、逆变滤波电容组gca2之间串联有充电缓冲电路。

7、进一步的，所述充电缓冲电路包括缓冲接触器kp2、缓冲电阻r1及自恢复保险丝sf1，所述缓冲电阻r1及自恢复保险丝sf1并联在所述缓冲接触器kp2上，缓冲接触器kp2一端与所述吸收电容c4电连接，另一端通过滤波电感ind1与逆变滤波电容组电连接。

8、优选的，所述直流输出模组包括直流输入端子tm2、逆变igbt高频吸收电容c1、逆变igbt高频吸收电容c2、全桥逆变电路、隔直整流输出模组及直流输出端子tm3；

9、所述直流输入端子tm2输入端与所述直流母线供电模组输出端电连接，直流输入端子tm2输出端依次电连接所述逆变igbt高频吸收电容c1、逆变igbt高频吸收电容c2及全桥逆变电路输入端实现中频交流转换输出，所述全桥逆变电路输出端与所述隔直整流输出模组输入端电连接以将中频交流转化为直流电流输出，隔直整流输出模组输出端电连接所述直流输出端子tm3。

10、进一步的，所述全桥逆变电路包括四个绝缘栅双极型晶体管igbt1-igbt4，所述绝缘栅双极型晶体管igbt1及igbt2串联成的第一线路与所述绝缘栅双极型晶体管igbt3及igbt4串联成的第二线路并联。

11、进一步的，所述隔直整流输出模组包括隔直电容阻cap1、中频隔离变压器tr1、中频整流桥bg2、输出平波电抗ind2、大容量输出电容器cap3及电流检测分流器fl1；

12、所述隔直电容阻cap1电连接在所述全桥逆变电路的输出端和所述中频隔离变压器tr1的输入端之间，以隔离直流成分；中频隔离变压器tr1的输出端电连接所述中频整流桥bg2，将变压器输出的中频电流整流为直流电流；中频整流桥bg2的其中一个输出端依次电连接所述输出平波电抗ind2和大容量输出电容器cap3；所述电流检测分流器fl1与中频隔离变压器tr1的输出端并联，用于检测经过中频整流桥bg2整流后的输出直流电流。

13、优选的，所述直流母线供电模组及直流输出模组均采用独立的抽屉式机箱。

14、优选的，所述安装框架上设置有多个与所述直流母线供电模组及直流输出模组对应的风冷机构。

15、本实用新型提供的一种多通道模组式直流电源结构，存在以下优点：

16、1.本实用新型使用时，具备多个独立通道的直流输出模组结构，每个模组可独立控制输出，多个模组的直流输入端连接到共同的直流母线供电模组，由直流母线供电模组提供主回路供电，直流母线供电模组和直流输出模组分别采用独立的抽屉式机箱，方便增加通道数和维修更换。

17、2.本实用新型使用时，工频输入电源通过二极管直接全桥整流成直流，功率因数高，再经过igbt模块中频逆变，并采用占空比调节逆变输出脉宽方式调试输出电压，调节精度高，且不受电网波动影响输出的稳定性，采用中频隔离变压器输出，输出与输入隔离电压可达5000v以上，保证输出回路的安全。采用数字式dsp+cpld结合的控制方式，控制精度高，可靠性高。

18、3.本实用新型使用时，采用公共的直流母线供电模组，可以给多个直流输出模组供电，大大减小直流输入模组的体积，减少元器件数量和线路复杂性，降低设备的成本。直流母线供电模组采用二极管全桥整流，不使用可控硅调压，功率因数高，可靠性好。

19、4.本实用新型的多通道模组式直流电源结构，可以同时接多个发热电阻，独立控制多个区域的加热功率和加热温度；也可以将同一个发热体电阻分多个区域，分别连接多个直流输出模组，也可以实现对同一个发热体电阻的不同区域进行独立控制加热功率和温度；还可以多个直流输出模组输出直接并联，对同一个发热体电阻进行加热，可以应用于有多温区控制要求的电阻加热炉场合，包括单晶硅晶体生长电阻炉、低温晶体生长电阻炉、多温区控制的热处理应用场合等等。

技术特征：

1.一种多通道模组式直流电源结构，其特征在于，包括安装框架(1)、直流母线供电模组(2)及直流输出模组(3)，所述直流母线供电模组(2)可拆卸设置在所述安装框架(1)内，所述直流输出模组(3)可拆卸设置有多个并分设在安装框架(1)内，且直流输出模组(3)均与直流母线供电模组(2)电连接。

2.如权利要求1所述的一种多通道模组式直流电源结构，其特征在于，所述直流母线供电模组(2)包括三相电源、断路器k1、三相整流桥bd1、吸收电容c4、逆变滤波电容组gca2及直流母线输出端子tm1；

3.如权利要求2所述的一种多通道模组式直流电源结构，其特征在于，所述充电缓冲电路(20)包括缓冲接触器kp2、缓冲电阻r1及自恢复保险丝sf1，所述缓冲电阻r1及自恢复保险丝sf1并联在所述缓冲接触器kp2上，缓冲接触器kp2一端与所述吸收电容c4电连接，另一端通过滤波电感ind1与逆变滤波电容组电连接。

4.如权利要求1所述的一种多通道模组式直流电源结构，其特征在于，所述直流输出模组(3)包括直流输入端子tm2、逆变igbt高频吸收电容c1、逆变igbt高频吸收电容c2、全桥逆变电路(30)、隔直整流输出模组(31)及直流输出端子tm3；

5.如权利要求4所述的一种多通道模组式直流电源结构，其特征在于，所述全桥逆变电路(30)包括四个绝缘栅双极型晶体管igbt1-igbt4，所述绝缘栅双极型晶体管igbt1及igbt2串联成的第一线路与所述绝缘栅双极型晶体管igbt3及igbt4串联成的第二线路并联。

6.如权利要求4所述的一种多通道模组式直流电源结构，其特征在于，所述隔直整流输出模组(31)包括隔直电容阻cap1、中频隔离变压器tr1、中频整流桥bg2、输出平波电抗ind2、大容量输出电容器cap3及电流检测分流器fl1；所述隔直电容阻cap1电连接在所述全桥逆变电路(30)的输出端和所述中频隔离变压器tr1的输入端之间，以隔离直流成分；中频隔离变压器tr1的输出端电连接所述中频整流桥bg2，将变压器输出的中频电流整流为直流电流；中频整流桥bg2的其中一个输出端依次电连接所述输出平波电抗ind2和大容量输出电容器cap3；所述电流检测分流器fl1与中频隔离变压器tr1的输出端并联，用于检测经过中频整流桥bg2整流后的输出直流电流。

7.如权利要求1所述的一种多通道模组式直流电源结构，其特征在于，所述直流母线供电模组(2)及直流输出模组(3)均采用独立的抽屉式机箱。

8.如权利要求1所述的一种多通道模组式直流电源结构，其特征在于，所述安装框架(1)上设置有多个与所述直流母线供电模组(2)及直流输出模组(3)对应的风冷机构。

技术总结本技术公开了一种多通道模组式直流电源结构，包括多个直流输出模组及可对多个直流输出模组实现同步供电的直流母线供电模组。直流输出模组包括直流输入端子TM2、逆变IGBT高频吸收电容C1、C2、全桥逆变电路、隔直整流输出模组及直流输出端子TM3；直流输入端子TM2输入端与直流母线供电模组输出端电连接，直流输入端子TM2输出端依次电连接逆变IGBT高频吸收电容C1、C2及全桥逆变电路输入端，全桥逆变电路输出端与隔直整流输出模组输入端电连接将中频交流转化为直流电流输出，隔直整流输出模组输出端电连接直流输出端子TM3。本技术可以共用直流母线供电，同时功率因数高，调节精度高，且不受电网波动影响输出的稳定性，控制精度高，可靠性高。技术研发人员：李南坤,黄德华受保护的技术使用者：巴玛克电气设备（上海）有限公司技术研发日：20240506技术公布日：2024/12/23