本技術涉及電力電子,具體地涉及一種驅動電路、等離子電源電路及等離子體系統。
背景技術:
1、隨著現代電力電子技術的飛速發展,逆變器作為能量轉換和控制的關鍵設備,在電力系統中發揮著至關重要的作用。特別是在等離子體發生器的應用領域,逆變器的性能和效率直接影響到整個系統的穩定性和效率。
2、請參閱圖1所示的三電平逆變器拓撲框圖示意圖,第一母線電容cbus1和第二母線電容cbus2串聯連接在正直流母線bus+與負直流母線bus-之間,第一母線電容cbus1和第二母線電容cbus2的共節點形成直流母線中點b,第一開關單元110連接在第一端a與正直流母線bus+之間,第二開關單元120連接在第一端a與負直流母線bus-之間,第三開關單元130連接在第一端a與直流母線中點b之間,第一端a用于形成三電平逆變器的輸出端,以輸出交流電vac,正直流母線bus+與負直流母線bus-之間可連接直流電壓源。
3、通常情況下,逆變系統還包括開關控制電路和開關驅動電路,開關控制電路用于根據采樣和/或給定信號輸出pwm控制信號,pwm控制信號經開關驅動電路輸出可控制三電平逆變器內開關管導通或關斷的開關驅動信號,以使得三電平逆變器實現期望的逆變功能。在一些技術中驅動電路為非隔離的拓撲結構,這種驅動電路的共模瞬態抗擾度較低,容易發生誤開啟和誤關斷的錯誤,降低電路的可靠性。
技術實現思路
1、有鑒于此,本技術提供一種驅動電路、等離子電源電路及等離子體系統,以利于解決現有技術中驅動電路共模瞬態抗擾度低的問題。
2、第一方面,本技術實施例提供了一種驅動電路,包括:
3、至少兩個驅動支路;針對每個驅動支路,所述驅動支路包括驅動模塊、濾波模塊及電源轉換模塊;
4、所述驅動模塊的第一端用于接收第一控制信號,所述驅動模塊的第二端與所述電源轉換模塊的第一端電連接,所述驅動模塊的第三端與所述電源轉換模塊的第二端電連接,所述驅動模塊的第四端用于接收第一電源信號,所述驅動模塊的輸出端與所述濾波模塊電連接;所述驅動模塊,用于在第一控制信號的控制下根據第一電源信號感應生成第二控制信號,在所述第二控制信號的控制下將所述驅動模塊的第二端獲取的信號作為驅動信號輸出;
5、所述濾波模塊用于對所述驅動信號進行濾波處理,并輸出濾波后的驅動信號;
6、所述電源轉換模塊的第三端用于接收第二電源信號,所述電源轉換模塊用于將所述第二電源信號轉換為第三電源信號,并通過所述電源轉換模塊的第一端輸出,且所述電源轉換模塊通過電源轉換模塊的第二端為所述驅動模塊提供所述第三電源信號的參考地信號。
7、在第一方面的一種可能的實現方式中,所述驅動模塊包括第一開關子模塊,驅動子模塊;
8、所述第一開關子模塊的第一端與所述驅動子模塊的第一端電連接,所述第一開關子模塊的第二端與第一接地端電連接,所述第一開關子模塊的控制端用于接收第一控制信號;所述第一開關子模塊用于在所述第一控制信號的控制下導通與斷開;
9、所述驅動子模塊的第二端與所述電源轉換模塊的第一端電連接,所述驅動子模塊的第三端與所述電源轉換模塊的第二端電連接;所述驅動子模塊的第四端用于接收第一電源信號,所述驅動子模塊,用于在所述第一開關子模塊處于導通狀態時,根據第一電源信號感應生成第二控制信息,在第二控制信號的控制下輸出驅動信號。
10、在第一方面的一種可能的實現方式中,所述電源轉換模塊包括電源轉換子模塊及第一隔離子模塊;
11、所述電源轉換子模塊的第一端與所述驅動子模塊的第二端電連接,所述電源轉換子模塊的第二端與所述驅動子模塊的第三端電連接,所述電源轉換子模塊的第三端用于接收第二電源信號,所述電源轉換子模塊的第四端用于接收所述第二電源信號的參考地信號;所述電源轉換子模塊,用于將所述第二電源信號轉換為第三電源信號,并將所述第三電源信號通過所述電源轉換子模塊的第一端輸出,將所述第三電源信號的參考地信號通過所述電源轉換子模塊的第二端輸出;
12、所述第一隔離子模塊的一端與所述電源轉換子模塊的第四端電連接,所述第一隔離子模塊的另一端與所述電源轉換子模塊的第二端電連接;所述第一隔離子模塊,用于隔離所述第二電源信號的參考地信號與所述第三電源信號的參考地信號。
13、在第一方面的一種可能的實現方式中,所述第一隔離子模塊包括第一電容。
14、在第一方面的一種可能的實現方式中,所述電源轉換模塊還包括第二電容,第三電容,第四電容及第一電感;所述第一電感的第一端與所述第二電容的第一端電連接,所述第一電感的第二端、所述第三電容的第一端與所述電源轉換子模塊的第三端電連接,所述第二電容的第二端及第三電容的第二端與所述電源轉換子模塊的第四端電連接;所述第四電容的一端與所述電源轉換子模塊的第一端電連接,所述第四電容的另一端與所述電源轉換子模塊的第二端電連接。
15、在第一方面的一種可能的實現方式中,所述驅動模塊還包括:第一電阻,第五電容,第六電容,第二電阻;
16、所述第一電阻的一端與所述第一開關子模塊的控制端電連接,所述第一電阻的另一端與所述第一開關子模塊的第二端電連接;
17、所述第五電容及所述第六電容并聯,所述第五電容及所述第六電容的一端與所述驅動子模塊的第二端電連接,所述第五電容及所述第六電容的另一端與所述電源轉換子模塊的第二端電連接;
18、所述第二電阻的一端與所述驅動子模塊的輸出端電連接,所述第二電阻的另一端與所述濾波模塊電連接。
19、在第一方面的一種可能的實現方式中,所述濾波模塊包括第七電容及第三電阻;所述第七電容及所述第三電阻并聯,且所述第七電容及第三電阻的一端與所述驅動子模塊的輸出端電連接,所述第七電容及第三電阻的另一端與所述電源轉換子模塊的第二端電連接。
20、第二方面,本技術實施例提供了一種等離子體電源電路,包括第一方面任一項所述的驅動電路,三電平高頻逆變電路及高頻電壓轉換電路;
21、所述驅動電路與所述三電平高頻逆變電路的第一端電連接,所述三電平高頻逆變電路第二端與所述高頻電壓轉換電路的輸入端電連接;所述三電平高頻逆變電路的第三端用于接收直流電源;所述高頻電壓轉換電路輸出端用于連接等離子體負載;
22、所述驅動電路,用于向所述三電平高頻逆變電路發送驅動信號;
23、所述三電平高頻逆變電路,用于在所述驅動信號的作用下將所述直流電源轉換為三種電平的電源信號,并輸出;
24、所述高頻電壓轉換電路,用于對所述三電平高頻逆變電路輸出的電源信號進行升壓處理,并輸出升壓后的電源信號至等離子體負載。
25、在第二方面的一種可能的實現方式中,所述三電平高頻逆變電路中的開關器件為sic的開關器件。
26、在第二方面的一種可能的實現方式中,所述高頻電壓轉換電路包括高頻變壓器;所述高頻變壓器滿足預設條件;
27、所述預設條件包括:高頻變壓器的線徑在0.015cm2(平方厘米)-0.02cm2的范圍內、所述高頻變壓器中的窗口利用率在80%-85%范圍內、所述高頻變壓器的面積積在19cm2-21cm2的范圍內、所述高頻變壓器中的工作頻點為25khz(千赫茲)、所述高頻變壓器中的磁通密度在0.35-0.45的范圍內、所述電壓調整率在1-5的范圍內、所述高頻變壓器中的磁芯截面積為3.4cm2-3.6cm2的范圍內、原邊匝數在14-18范圍內的中的至少一個;其中,所述高頻變壓器的面積積包括變壓器鐵芯的最大截面積與窗口面積的乘積。
28、第三方面,本技術實施例提供了一種等離子體系統,包括:上述第二方面任一項所述的等離子體電源電路及等離子負載。
29、在第三方面的一種可能的實現方式中,所述等離子負載包括等離子體旋轉式噴槍及負載等離子體直噴式噴槍中的至少一個。
30、采用本技術實施例所提供的方案,驅動電路包括至少兩個驅動支路,針對每個驅動支路,該驅動支路包括驅動模塊、濾波模塊及電源轉換模塊;驅動模塊的第一端用于接收第一控制信號,驅動模塊的第二端與電源轉換模塊的第一端電連接,驅動模塊的第三端與電源轉換模塊的第二端電連接,驅動模塊的第四端用于接收第一電源信號,驅動模塊的輸出端與濾波模塊電連接;驅動模塊,用于在第一控制信號的控制下根據第一電源信號感應生成第二控制信號,在第二控制信號的控制下將驅動模塊的第二端獲取的信號作為驅動信號輸出。濾波模塊用于對驅動信號進行濾波處理,并輸出濾波后的驅動信號。電源轉換模塊的第三端用于接收第二電源信號,電源轉換模塊用于將第二電源信號轉換為第三電源信號,并通過電源轉換模塊的第一端輸出,且電源轉換模塊通過電源轉換模塊的第二端為驅動模塊提供第一參考地信號;第一參考地信號為第三電源信號的參考地信號。這樣一來,在本技術實施例中,驅動電路中的每個驅動支路中的驅動模塊可以在第一控制信號的控制下,根據第一電源信號感應生成第二控制信號,根據第二控制信號輸出驅動信號。即為,驅動電路并不是直接根據接收的第一控制信號輸出驅動信號,而是在第一控制信號的控制下感應生成第二控制信號,根據第二控制信號輸出驅動信號。這樣可以實現驅動電路輸出的驅動信號與第一控制信號間的隔離,降低第一控制信號對驅動信號的影響,從而可以提高驅動電路的共模瞬態抗擾度。并且,在本技術實施例中,電源轉換模塊可以實現至少兩個驅動子模塊間的確驅動信號及驅動信號的參考地信號間的隔離,降低至少兩個驅動子模塊間的干擾,從而可以進一步提高驅動電路的共模瞬態抗擾度。