三电极高频高压包、放电控制方法及制作装置与流程

1.本技术涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种三电极高频高压包、放电控制方法及制作装置。


背景技术：

2.在光纤熔接技术中，高压电弧熔接较为先进，通常采用三电极电弧进行光纤熔接。目前，市场中的用于产生三电极电弧的产品主要基于标准的相位差120
°
的脉冲去驱动三路逆变器电路，得到相位差120
°
的三相交流电压，可实现三电极之间的放电。当三路逆变器电路中使用高频高压线圈时，线圈之间存在差异，会导致三电极之间的放电均匀性较差；当三路逆变器电路中使用低频高压线圈时，线圈之间的差异降低，但会导致产品的体积增加。
3.上述内容仅用于辅助理解本技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种三电极高频高压包、放电控制方法及制作装置，旨在保证三电极之间的放电均衡的同时减小高压包的体积。
5.为实现上述目的，本技术提供一种三电极高频高压包，包括：
6.两路信号发生电路，每路所述信号发生电路包括两路输出，用于输出两路互补信号作为高频脉冲信号；其中，所述高频脉冲信号的占空比和频率是可调节的；
7.两路推挽电路，每路所述推挽电路包括两路输入和两路输出，两路输入分别接其中一路信号发生电路的两路输出；
8.两路升压耦合电路，每路所述升压耦合电路包括两路输入和一路输出，两路输入分别接其中一路推挽电路的两路输出；
9.放电回路，包括两路输入，分别接两路升压耦合电路的输出，用于形成三路均衡放电电弧。
10.可选地，每路所述信号发生电路包括pwm控制芯片，所述pwm控制芯片的pwm驱动信号a路输出端与其pwm驱动信号b路输出端作为所述信号发生电路的两路输出，输出两路互补信号作为高频脉冲信号。
11.可选地，每路所述推挽电路包括两个不同极性的mos管和一个高频变压器，其中之一mos管的输入端与所述信号发生电路的其中一路输出连接，另一mos管的输入端与所述信号发生电路的另一路输出连接，其中之一mos管的输出端与另一mos管的输出端分别与所述高频变压器的两个输入端连接，所述高频变压器的两个输出端作为所述推挽电路的两路输出。
12.可选地，每路所述推挽电路的推挽供电电压相同。
13.本技术还提供一种放电控制方法，应用于上述三电极高频高压包，包括以下步骤：
14.利用两路信号发生电路分别生成两路高频脉冲信号；其中，所述高频脉冲信号的
占空比和频率是可调节的；
15.利用两路所述高频脉冲信号分别驱动两路推挽电路，生成第一高电压和第二高电压；
16.利用升压耦合电路对所述第一高电压和所述第二高电压进行升压耦合处理，得到第一高频高电压和第二高频高电压；
17.基于所述第一高频高电压和所述第二高频高电压，生成第三高频高电压；
18.利用所述第一高频高电压、所述第二高频高电压和所述第三高频高电压，在放电回路中，形成三路均衡放电电弧。
19.可选地，若每路所述推挽电路的推挽供电电压相同，所述利用两路信号发生电路分别生成两路高频脉冲信号的步骤，包括：
20.控制两路信号发生电路中的pwm控制芯片调节高频脉冲信号的占空比，以使生成的两路高频脉冲信号分别驱动两路推挽电路时，两路所述推挽电路输出的高电压相等。
21.可选地，所述利用两路信号发生电路分别生成两路高频脉冲信号的步骤，还包括：
22.控制两路信号发生电路中的pwm控制芯片调节高频脉冲信号的频率，以使所述第一高频高电压、所述第二高频高电压和所述第三高频高电压相等，其中，所述第三高频高电压为所述第一高频高电压和所述第二高频高电压之差。
23.本技术还提供一种制作装置，用于光纤熔接和光纤合束器制作，包括：
24.如上所述的三电极高频高压包；
25.处理芯片，所述处理芯片执行如上所述的放电控制方法的步骤。
26.本技术公开了一种三电极高频高压包、放电控制方法及制作装置，与现有技术中，用于产生三电极电弧的产品无法兼顾三电极之间的放电均衡和产品的体积相比，本技术通过两路信号发生电路、两路推挽电路以及两路升压耦合电路，并且通过对信号发生电路输出的高频脉冲信号的占空比和频率进行调节，即可在放电回路中形成三路均衡放电电弧，保证三电极之间的放电均衡的同时减小高压包的体积。
附图说明
27.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
28.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本技术三电极高频高压包一实施例的原理框图；
30.图2为本技术信号发生电路和推挽电路的电路原理图；
31.图3为本技术升压耦合电路的电路原理图；
32.图4为本技术放电控制方法一实施例的流程示意图。
33.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
34.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
35.本技术实施例提供了一种三电极高频高压包，参照图1，图1为本技术三电极高频高压包一实施例的原理框图。
36.在本实施例中，三电极高频高压包包括：
37.两路信号发生电路100，每路信号发生电路100包括两路输出，用于输出两路互补信号作为高频脉冲信号；其中，高频脉冲信号的占空比和频率是可调节的；
38.两路推挽电路200，每路推挽电路200包括两路输入和两路输出，两路输入分别接其中一路信号发生电路100的两路输出；
39.两路升压耦合电路300，每路升压耦合电路300包括两路输入和一路输出，两路输入分别接其中一路推挽电路200的两路输出；
40.放电回路400，包括两路输入，分别接两路升压耦合电路300的输出，用于形成三路均衡放电电弧。
41.与现有技术中，用于产生三电极电弧的产品无法兼顾三电极之间的放电均衡和产品的体积相比，本技术实施例通过两路信号发生电路100、两路推挽电路200以及两路升压耦合电路300，并且通过对信号发生电路100输出的高频脉冲信号的占空比和频率进行调节，即可在放电回路400中形成三路均衡放电电弧，保证三电极之间的放电均衡的同时减小高压包的体积。
42.作为一种示例，每路信号发生电路100包括pwm控制芯片，pwm控制芯片的pwm驱动信号a路输出端与其pwm驱动信号b路输出端作为信号发生电路100的两路输出，输出两路互补信号作为高频脉冲信号。
43.参照图2，图2为本技术信号发生电路100和推挽电路200的电路原理图。
44.在本实施例中，信号发生电路100包括pwm控制芯片u1，第一电阻r1～第五电阻r5、第一电容c1～第五电容c5、第一可变电阻vr1～第二可变电阻vr2以及第一极性电容c8。
45.其中，pwm控制芯片u1的误差放大器反相输入端通过第五电阻r5与其pwm比较器补偿信号输入端电连接，pwm控制芯片u1的pwm比较器补偿信号输入端还通过第五电容c5接地，pwm控制芯片u1的误差放大器同相输入端与第一可变电阻vr1的动片引脚电连接，第一可变电阻vr1的一定引脚通过第二电阻r2与pwm控制芯片u1的内部基准电源输出端电连接，第一可变电阻vr1的另一定引脚通过第一电阻r1接地，pwm控制芯片u1采用内部振动时钟信号，pwm控制芯片u1的外接定时电容端与其外接放电电阻端电连接，并通过第三电容c3接地，pwm控制芯片u1的外接定时电阻端依次通过第三电阻r3和第二可变电阻vr2接地，pwm控制芯片u1的外接软启动电容端通过第四电容c4接地，pwm控制芯片u1的外部控制端通过第四电阻r4与其内部基准电源输出端电连接，pwm控制芯片u1的pwm驱动信号a路输出端和pwm驱动信号b路输出端作为信号发生电路100的两路输出，pwm控制芯片u1的集电极开路输出端与其芯片电源端均接入信号发生电路100供电电压vcc12，第一电容c1和第一极性电容c8并联接入信号发生电路100供电电压vcc12，pwm控制芯片u1的内部基准电源输出端还通过第二电容c2接地。
46.作为一种示例，pwm控制芯片u1的型号为sg3525。
47.作为一种示例，每路推挽电路200包括两个不同极性的mos管和一个高频变压器，其中之一mos管的输入端与信号发生电路100的其中一路输出连接，另一mos管的输入端与信号发生电路100的另一路输出连接，其中之一mos管的输出端与另一mos管的输出端分别
与高频变压器的两个输入端连接，高频变压器的两个输出端作为推挽电路200的两路输出。
48.参照图2，在本实施例中，推挽电路200包括：第一mos管q1、第二mos管q2、第六电阻r6～第九电阻r9、第六电容c6、第七电容c7、第二极性电容c9和高频变压器t1。
49.其中，第一mos管q1的g脚和第七电阻r7的一端与信号发生电路100中pwm控制芯片u1的pwm驱动信号b路输出端电连接，第二mos管q2的g脚和第八电阻r8的一端与信号发生电路100中pwm控制芯片u1的pwm驱动信号a路输出端电连接，第一mos管q1的s脚、第七电阻r7的另一端、第二mos管q2的s脚和第八电阻r8的另一端电连接并与推挽供电电压电v24连接，第一mos管q1的d脚依次通过第六电阻r6和第六电容c6与推挽供电电压v24电连接，第一mos管q1的d脚还与高频变压器t1的第五接线柱相连接，第二mos管q2的d脚依次通过第九电阻r9和第七电容c7与推挽供电电压v24电连接，第二mos管q2的d脚还与高频变压器t1的第三接线柱相连接，高频变压器t1的第四接线柱通过第二极性电容c9与推挽供电电压v24电连接，高频变压器t1的第一接线柱和第二接线柱作为推挽电路200的两路输出。
50.作为一种示例，每路推挽电路200的推挽供电电压相同。
51.例如，每路推挽电路200的推挽供电电压均为图2中所示的24v直流电。
52.作为一种示例，参照图3，图3为本技术升压耦合电路300的电路原理图。
53.在本实施例中，升压耦合电路300包括第十电容c10～第十四电容c14、第十电阻r10、第一二极管d1～第四二极管d4和三极管j1。
54.其中，第十一电容c11的一端和第十电容c10的一端电连接后与高频变压器t1第二接线柱电连接，第十一电容c11的另一端、第一二极管d1的阴极、第二二极管d2的阳极和第十二电容c12的一端电连接，第十二电容c12的另一端、第三二极管d3的阴极和第四二极管d4的阳极电连接，第一二极管d1的阳极与第十三电容c13的一端电连接，并分别与高频变压器t1第一接线柱和三极管j1的集电极电连接，第十三电容c13的另一端、第二二极管d2的阴极、第三二极管d3的阳极和第十四电容c14的一端电连接，第十四电容c14的另一端、第四二极管d4的阴极和第十电阻r10的一端电连接，第十电容c10的另一端与第十电阻r10的另一端电连接，作为升压耦合电路300的输出，用于连接放电回路400的输入。
55.本技术实施例还提供一种放电控制方法，应用于上述实施例的三电极高频高压包。参照图4，图4为本技术放电控制方法一实施例的流程示意图。
56.在本实施例中，放电控制方法包括以下步骤：
57.步骤s10、利用两路信号发生电路分别生成两路高频脉冲信号；其中，高频脉冲信号的占空比和频率是可调节的；
58.步骤s20、利用两路高频脉冲信号分别驱动两路推挽电路，生成第一高电压和第二高电压；
59.步骤s30、利用升压耦合电路对第一高电压和第二高电压进行升压耦合处理，得到第一高频高电压和第二高频高电压；
60.步骤s40、基于第一高频高电压和第二高频高电压，生成第三高频高电压；
61.步骤s50、利用第一高频高电压、第二高频高电压和第三高频高电压，在放电回路中，形成三路均衡放电电弧。
62.与现有技术中，用于产生三电极电弧的产品的三电极之间的放电均衡性差相比，本技术实施例通过两路信号发生电路、两路推挽电路以及两路升压耦合电路，并且通过对
信号发生电路输出的高频脉冲信号的占空比和频率进行调节，即可在放电回路中形成三路均衡放电电弧，保证三电极之间的放电均衡。
63.具体步骤如下：
64.步骤s10、利用两路信号发生电路分别生成两路高频脉冲信号；其中，高频脉冲信号的占空比和频率是可调节的。
65.作为一种示例，若每路推挽电路的推挽供电电压相同，利用两路信号发生电路分别生成两路高频脉冲信号的步骤，包括：
66.控制两路信号发生电路中的pwm控制芯片调节高频脉冲信号的占空比，以使生成的两路高频脉冲信号分别驱动两路推挽电路时，两路推挽电路输出的高电压相等。
67.需要说明的是，其中一路信号发生电路生成的高频脉冲信号作用于其中一路推挽电路后，该推挽电路中的高频变压器输出第一高电压v1＝a1sin(w1t+φ1)(其中a1为振幅，w1为周期，φ1为相位)。同理，另一路信号发生电路生成的高频脉冲信号作用于另一路推挽电路后，该推挽电路中的高频变压器输出第二高电压v2＝a2sin(w2t+φ2)(其中a2为振幅，w2为周期，φ2为相位)。当第一高电压和第二高电压同时对地放电时，其强度仅与振幅a1和振幅a2相关。而振幅a1和振幅a2与推挽电路的推挽供电电压和高频脉冲信号的占空比相关。故在每路推挽电路的推挽供电电压相同的情况下，通过对高频脉冲信号的占空比进行调节即可实现振幅a1和振幅a2相等，进而实现第一高电压和第二高电压相等，即实现三路放电电弧中其中两路放电电弧的均衡。
68.作为一种示例，利用两路信号发生电路分别生成两路高频脉冲信号的步骤，还包括：
69.控制两路信号发生电路中的pwm控制芯片调节高频脉冲信号的频率，以使第一高频高电压、第二高频高电压和第三高频高电压相等，其中，第三高频高电压为第一高频高电压和第二高频高电压之差。
70.需要说明的是，使第一高频高电压、第二高频高电压和第三高频高电压相等。可以理解为使第一高电压、第二高电压和第三高电压相等。
71.需要说明的是，三路放电电弧中的第三路放电电弧所对应的第三高电压v3＝v1-v2＝a1sin(w1t+φ1)-a2sin(w2t+φ2)。在实际应用过程中，可将其等价于v3’＝a3sin(w3t+φ3)。当振幅a3与振幅a1和振幅a2相等时，三路放电电弧即为相互均衡的三路放电电弧。而振幅a3与振幅a1和振幅a2相等，可通过对每路信号发生电路所输出的高频脉冲信号的频率进行调节来实现。且对每路信号发生电路所输出的高频脉冲信号的频率进行调节，不会对第一高电压和第二高电压对地放电的强度造成影响。
72.本技术实施例还提供一种制作装置，用于光纤熔接和光纤合束器制作，包括：
73.上述实施例的三电极高频高压包；
74.处理芯片，该处理芯片执行上述实施例的放电控制方法的步骤。
75.需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
76.上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
77.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
78.以上仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。