0 前言

  无工频变压器开关电源技术，欧、美、日等发达国家于20世纪70年代中期以来得到应用，我国于20世纪80年代开始理论研究，20世纪90年代有新产品应用，进入新世纪才普及应用于各行各业。初开关电源的开关频率只有10KHz左右，而这一频段是人的听觉高敏感区，噪音大，开关频率提高到18KHz左右，逆变时噪声就变得非常小。随着半导体技术的迅速发展，元器件，集成电路的大量研制，理论研究的日趋完善，特别是脉宽调制（PWM）技术的发展，再加上零电压、零电流转换软开关技术的出现，使得开关电源的发展进入了一个新的阶段，开关电源性能更加完善、有效，不但对使用工作频率较低的大功率隔离栅双极型晶体管（IGBT）也能在软开关电路中工作在100KHz以上。这种电路技术和元器件和元器件的不断发展，使得高功率、高密度、小型化得开关电源具有更强大的优势。开关电源的功率也由原来的几百瓦发展到现在的几百千瓦。

  高频开关电源具有体积小、效率高、纹波系数小、精度高等优点，在电镀行业应用具有明显的节能、提高电镀质量的效果。本文主要介绍了电镀用高频开关电源的工作原理、设计理念、维修保养等知识，以便于大家合理使用，发挥好开关电源的作用。

1 基本原理

  高频逆变开关直流电源用于电镀电源俗称高频整流器，它负担着把三相交流电源转换为低压直流电源的任务。转换后的直流电源具有优良的稳定性，当电网或负载变化时，它能保持恒定的输出电压或恒定的输出电流，并具有较低的纹波。它与传统整流器（硅整流、可控硅整流器）相比，具有诸多优点：高效节能，整机效率达92%左右，而硅整流器为55%左右，可控硅整流器为65%左右，平均效率提高30%左右，体积小、重量轻，是传统整流器的1/5左右；操作简便，且控制精度高，误操作也不会损坏整机，输出波形好，纹波低，纯脉冲方波。高频整流器基本原理图见图1

2 整流滤波电路

  整流电路采用交流电网供电、经单相桥式或三相桥式（见图2）直接整流后变成直流电，经滤波后供给后面的逆变器工作电源，输出的直流电压分别为310V、530V，采用的元器件一般是组合式、单相、三相桥堆，单相桥堆工作电压大于800V，三相桥堆的工作电压大于1200V，桥堆的工作电流视整流器的功率确定。单相桥式整流电路和三相桥式整流电路图见图2。

  2KW以下的高频整流器一般采用单相桥式整流电源供电，而2KW以上乃至几百KW的高频整流器多要采用多路三相桥式整流电源供电。滤波电容在高频整流器供电电路中除了作用于平滑直流脉动以外，还具备储能作用，电容的容量一般选择在几十微法到数百微法，视功率大小而定。电容的材质要选用损耗角较小的聚丙烯高频无感电容，或高频电解电容多个并联。工作电压单相桥式600V，三相桥式900V以上直流电压。工作电压不够可采用串联的方法解决。但串联必须加匀压电阻，此电阻也同时作为放电电阻，提高人身安全系数，以防整机断

图1

电维修时电容中还有储存的能量。

  三相桥堆要选用品牌的厂家产品，使用状态时直接式电整流，所以必须加防雷型压敏电阻作过压保护，直接输出端可采用TVS瞬态二极管作过压保护 。高频整流器采用直接式电整流供电，由于大容量电容器在瞬间直流回路中它的容抗很低，回路中会产生很大浪涌电流，势必会损坏三相桥堆及电容器本身，直接影响逆变部分的IGBT管子正常使用，所以在实际电路中必须加入缓冲直流输电部件，即主路直流高压继电器工作通断，继电器触点必须加灭弧装置。

3 高频逆变电路

  高频逆变电路，也叫逆变器，它的功能就是把供电的直流电转变成18KHz频率的交变的高频交流电。此频率泛指高频整流器的通用频率。