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介质阻挡放电用高频高压电源的研制

王友旭

   低温等离子体具有很多十分独特的物理、化学性质,广泛应用于科学研究和工业生产中,并已经在我们的日常生活中取得了实际应用。常温下,应用介质阻挡放电的方法是获得低温等离子体的有效方式之一。通过使用高压交流电源对介质阻挡放电反应器提供交变电压,使介质阻挡反应器空间发生场致电离,介质阻挡反应装置内部即可获得空间等离子体。介质阻挡放电电源电压和频率,以及电源与负载的匹配直接决定到介质阻挡放电能否发生,并且影响着介质阻挡放电的效果。 为研究电源性能对介质阻挡放电的影响,本文从高精度的电压调节,稳定的频率控制为出发点,设计了频率和电压均可以调节的介质阻挡放电供电电源。论文对电源的整流电路、斩波电路、逆变电路、控制电路、驱动及保护电路、高频变压器的材料选取及参数设计有侧重点的进行了叙述,并且对电源调压调频策略进行了详细的分析,重点介绍了OCC-PID稳压控制策略和带频率调节控制电路的锁相环闭环调频控制电路。电源整体分为三个部分:整流调压模块,输入为220V单相工频电压,采用OCC-PID混合PWM控制策略,斩波频率12.5kHz,占空比0-80%可调,输出0-200V,可为逆变电路提供精确电压,且具有很强的输入输出干扰抑制能力,响应速度快;逆变调频模块,可输出交流方波电压,电路采用锁相闭环控制,频率稳定,添加频率调节速度控制环节,保证系统稳定可靠,逆变频率可在100Hz到25kHz连续可调;高频升压变压器,额定功率1kW,可在10kHz到25kHz范围内可靠工作,配合变频电源实现高压输出。电源额定功率1kW,工频条件下获得稳定的0-20kV,10kHz-25kHz的交流电压输出。经过Matlab/Simulink原理仿真分析和实验验证,本电源的设计原理可行,达到了预期的目标,可以满足高精度可靠调压调频的要求。……   
[关键词]:介质阻挡放电;BUCK斩波电路;半桥逆变;高频变压器;协调控制
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:大连理工大学2010年