用于超声波管道清洗机的开关电源设计

　　引言

　　应用“空化效应”除垢防垢机理的一种新型的高声强度高可靠超声波管道清洗机已经问世，并在石油、化工、冶金或制药等领域获得了应用。而超声波管道清洗机主要由高频高压大功率的超声波发生器和能将电能转化为机械能的管道式高声强换能器组成。从图1所示可以看出，高声强度超声波管道清洗机主要由高频高压大功率电信号的超声波发生器（或称信号源）、传输电缆、管道式高声强压电换能器组成，换能器放置于管道内。

　　图1　超声波管道除垢清洗机

　　实践证明，该换能器技术比赛成熟,，其主要指标能得到保证，而要确保超声波管道清洗机高可靠高声强特性的关键是超声波发生器。为什么这么说呢？因为分立式高频高压大功率开关电源的实用性差。

　　由于换能器需要的是高频高压大功率开关电源，虽然此类开关电源均是用单个集成电源控制芯片和MOSFET或IGBT大功率全桥式组成，但还是多个分立元器件的组合，连线间分布电容所形成的尖峰干扰，在大负载开闭情况下会造成大功率管的信击穿或烧毁。故此类开关电源非但效率低，而且故障率高、难维护、寿命短、实用性差。为彻底改变此现状，最紧迫的是需要高可靠模块化的高频高压大功率开关电源，即DC/AC。

　　纵观目前市场，由于国内在此方面起步较晚，因而高可靠高频高压大功率开关电源还处于开发研制(包括国外厂商在内)之中。即使有，也只是±48V、±24V等常用通信用的开关电源。

　　面对这新的挑战和机遇，我们采用了日本电盛兰达公司产的PF1000A-360型AC/DC功率变换模块和IPM-4M型全桥式DC/AC高频大功率变换模块，将其前后级相连并与高频大功率脉冲变压器T等一起组合而成新型模块式高频22～25kHz、高压100～120V大功率1000W开关电源。值此，对该电源产品设计作个分析介绍。