作者：周好斌 钟桂香 王毅

    摘　要：介绍了一种电除尘器用高压逆变电源。就其电源的主体结构，主电路的工作原理，及控制电路的工作原理作了简要的论述。同时对系统的软件也进行了简要说明。

    关键词：电除尘；高压逆变器；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

    随着工业粉尘及废气排放量的日益增加，其对环境的污染也越来越严重，特别是在冶金、矿山、建材、化工等行业中。众所周知，应用静电除尘器能够有效地收集起这些粉尘，但是，常规的高压静电除尘装置体积庞大、笨重，使用不便，因此，减小高压静电除尘装置的体积与重量就显得尤为重要。

    近年来，伴随着电力电子技术的飞速发展，特别是新一代功率电子器件如igbt,mosfet等的应用，高频逆变技术越来越成熟，各种不同类型和特点的电路广泛地被应用于dc/dc与dc/ac等场合。在这一前提下，设计一种高压逆变电源代替常规高压电源，达到减小高压电源装置的体积与重量的目的已成为可能。同时其使用效果、输出特性和成本等也都比常规高压电源装置具有明显的优势，系统效率也得到了一定程度的提高。

    1系统硬件设计

    1.1电源主体结构

    图1所示为高压逆变电源的电路组成框图，它主要包括主电路及控制电路两部分。主电路主要包括配电开关、工频整流器、斩波器、滤波器、igbt桥式逆变器、保护电路、高频高压变压器、高频高压硅堆（高频整流器）等部分。控制电路主要包括电流、电压、火花率采样及其处理单元，pwm信号产生和驱动电路，单片机控制器，参数输入键盘及液晶显示，通信接口等部分。

    1.2主电路的工作机理

    主电路的工作原理如图2所示，高频逆变器中的功率开关管采用igbt（绝缘栅双极晶体管）。它是将mosfet和gtr的优点集于一体的新型复合器件，具有mosfet的高输入阻抗、可用电压驱动，gtr的通态功耗低等优点。

    图2中交流电压经整流—斩波器调压—滤波后得到直流电压u1，将u1加到全桥式高频逆变器上。d1～d4与功率开关管s1～s4反向并联，承受负载产生的反向电流以保护开关管。c1～c4及r3～r6以及d5～d8的引入是为了避免4个开关管在关断时过高的电压上升率和减少管子的关断损耗。当栅极脉冲信号轮流驱动s1、s4或s2、s3时，逆变主电路把直流电压u1转换为20khz的高频矩形波交流电压送到高频高压变压器，经升压整流滤波后给负载（电除尘器）供电。控制s1、s4和s2、s3两组igbt的占空比，就可得到脉宽可调的矩形波交流电压。

    1.3控制电路的工作机理

    1.3.1单片机控制器

    为了使整个电源系统具有自诊断和人机交换式的控制功能，该电源选用philips系列单片机80c552，主要负责实时监控和与上位机进行数据通信的任务。当除尘器处在工作状态时，单片机一方面定时采集其反馈的电流电压值，通过a/d转换通道将其读入，并通过一定算法得出控制量uk，通过单片机输出控制量给脉宽调制控制器，进而改变调制脉冲宽度；另一方面可以实现根据用户的需求改变电源的外特性，如恒流，恒压，缓降等。另外，单片机