基于軟開關(guān)技術(shù)的新型臭氧發(fā)生電源的研究與設(shè)計.pdf

1、介質(zhì)阻擋放電法是工業(yè)上最常用的產(chǎn)生臭氧的方法。在臭氧發(fā)生器的電氣參數(shù)確定的情況下,供電電源的頻率成為提高DBD法生成臭氧的效率、提高逆變器的功率密度的、減小輸出變壓器和交流濾波器的體積和重量的關(guān)鍵。隨著逆變電源的頻率的提高,出現(xiàn)了開關(guān)損耗增加,電磁干擾增大,導(dǎo)體的集膚效應(yīng)與鄰近效應(yīng),電容的ESR及磁元件的寄生參數(shù)等問題,其中最主要的是開關(guān)損耗和電磁干擾問題。為了解決這些問題,軟開關(guān)技術(shù)在臭氧發(fā)生器的逆變電源中得到了廣泛的應(yīng)用。
　

2、　 本文研究了一種新型的軟開關(guān)拓撲結(jié)構(gòu),并將其應(yīng)用于臭氧發(fā)生器逆變電源。該拓撲結(jié)構(gòu)是在逆變橋和電源之間增加一個充放電電容和兩個IGBT,通過IGBT控制電源通斷,使電容充放電,形成軟開關(guān)的條件。由此構(gòu)建了基于軟開關(guān)拓撲的臭氧發(fā)生器逆變系統(tǒng),得出了逆變電路結(jié)構(gòu)圖,在時域范圍內(nèi)詳細研究與分析了電源在半個工作周期內(nèi)的工作原理和工作模態(tài),推導(dǎo)出了電源的各模態(tài)數(shù)學模型,得到了主要的電氣參數(shù)計算公式以及放電功率的表達式。針對軟開關(guān)特殊的電路結(jié)構(gòu),

3、詳細的分析了軟開關(guān)控制的主要問題,在此基礎(chǔ)上采用PSM控制方法,并給出了功率調(diào)節(jié)方案。采用DSP-TMS320LF2812數(shù)字處理器為控制核心,研究、設(shè)計了臭氧發(fā)生電源的控制系統(tǒng),用DSP設(shè)計了PWM脈沖波形、數(shù)字鎖相環(huán),并用DSP實現(xiàn)了PSM實時數(shù)字化調(diào)功,給出了過零比較電路、IGBT驅(qū)動電路和保護電路等系統(tǒng)功能模塊的硬件電路圖,對臭氧發(fā)生器主電路參數(shù)進行了設(shè)計。通過MATLAB仿真,驗證了本文理論研究成果的合理性與可行性,表明軟開關(guān)