作者：周好斌 鐘桂香 王毅

    摘　要：介紹了一種電除塵器用高壓逆變電源。就其電源的主體結構，主電路的工作原理，及控制電路的工作原理作了簡要的論述。同時對系統的軟件也進行了簡要說明。

    關鍵詞：電除塵；高壓逆變器；智能化

    designofhigh-voltageinverterforelectrostaticprecipitator

    zhouhaobin,zhongguixiang,wangyi

    (departmentofmaterialscienceandengineering,xi′anshiyouuniversity,xi′anshaanxi710065,china)

    abstract:akindofhigh-voltageinverterforelectrostaticprecipitator(esp)isintroduced.thecompositionoftheinverter,theworkingprincipleofmaincircuitandcontrollingcircuitare

    described.atthesametime,thesoftwareofthesystemisalsoexplaind.

    keywords:electrostaticprecipitation(esp);high-voltageinverter;intellectualization

    0引言

    隨著工業粉塵及廢氣排放量的日益增加，其對環境的污染也越來越嚴重，特別是在冶金、礦山、建材、化工等行業中。眾所周知，應用靜電除塵器能夠有效地收集起這些粉塵，但是，常規的高壓靜電除塵裝置體積龐大、笨重，使用不便，因此，減小高壓靜電除塵裝置的體積與重量就顯得尤為重要。

    近年來，伴隨著電力電子技術的飛速發展，特別是新一代功率電子器件如igbt,mosfet等的應用，高頻逆變技術越來越成熟，各種不同類型和特點的電路廣泛地被應用于dc/dc與dc/ac等場合。在這一前提下，設計一種高壓逆變電源代替常規高壓電源，達到減小高壓電源裝置的體積與重量的目的已成為可能。同時其使用效果、輸出特性和成本等也都比常規高壓電源裝置具有明顯的優勢，系統效率也得到了一定程度的提高。

    1系統硬件設計

    1.1電源主體結構

    圖1所示為高壓逆變電源的電路組成框圖，它主要包括主電路及控制電路兩部分。主電路主要包括配電開關、工頻整流器、斬波器、濾波器、igbt橋式逆變器、保護電路、高頻高壓變壓器、高頻高壓硅堆（高頻整流器）等部分。控制電路主要包括電流、電壓、火花率采樣及其處理單元，pwm信號產生和驅動電路，單片機控制器，參數輸入鍵盤及液晶顯示，通信接口等部分。

    1.2主電路的工作機理

    主電路的工作原理如圖2所示，高頻逆變器中的功率開關管采用igbt（絕緣柵雙極晶體管）。它是將mosfet和gtr的優點集于一體的新型復合器件，具有mosfet的高輸入阻抗、可用電壓驅動，gtr的通態功耗低等優點。

    圖2中交流電壓經整流—斬波器調壓—濾波后得到直流電壓u1，將u1加到全橋式高頻逆變器上。d1～d4與功率開關管s1～s4反向并聯，承受負載產生的反向電流以保護開關管。c1～c4及r3～r6以及d5～d8的引入是為了避免4個開關管在關斷時過高的電壓上升率和減少管子的關斷損耗。當柵極脈沖信號輪流驅動s1、s4或s2、s3時，逆變主電路把直流電壓u1轉換為20khz的高頻矩形波交流電壓送到高頻高壓變壓器，經升壓整流濾波后給負載（電除塵器）供電。控制s1、s4和s2、s3兩組igbt的占空比，就可得到脈寬可調的矩形波交流電壓。

    1.3控制電路的工作機理

    1.3.1單片機控制器

    為了使整個電源系統具有自診斷和人機交換式的控制功能，該電源選用philips系列單片機80c552，主要負責實時監控和與上位機進行數據通信的任務。當除塵器處在工作狀態時，單片機一方面定時采集其反饋的電流電壓值，通過a/d轉換通道將其讀入，并通過一定算法得出控制量uk，通過單片機輸出控制量給脈寬調制控制器，進而改變調制脈沖寬度；另一方面可以實現根據用戶的需求改變電源的外特性，如恒流，恒壓，緩降等。另外，單片機