本文關(guān)鍵詞：液相放電等離子體脈沖電源設(shè)計

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【摘要】：脈沖電源是開關(guān)電源的一種,其電壓或電流波形為脈沖狀。高頻脈沖電源有許多優(yōu)良特性,可用于發(fā)生等離子體。等離子體可由氣體放電和液體放電產(chǎn)生,具有較高研究價值。氣體放電等離子體脈沖電源研究較為成熟；但對液體放電等離子體脈沖電源的研究相對較少；另外,現(xiàn)有的等離子體脈沖電源大多針對較大間隙電極結(jié)構(gòu),對可在小間隙電極結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生等離子體的脈沖電源的研究較少。論文設(shè)計了一種用于在間隙小于1 mm的電極結(jié)構(gòu)下實現(xiàn)液相放電的等離子體脈沖電源。根據(jù)相關(guān)文獻及理論分析,確定電源的輸出電壓幅值范圍為50 V-300 V,頻率為50 kHz-100 kHz,低電平為負值。電源可通過獨立鍵盤分檔位調(diào)節(jié)電壓,根據(jù)輸出電壓的不同,設(shè)置了“低功率”、“高功率”兩按鈕和“低壓”、“正常”兩工作模式,工作模式可根據(jù)不同等離子體電極結(jié)構(gòu)被自動確定。電源分模擬電路和數(shù)字電路兩部分,模擬電路分三個模塊進行設(shè)計,分別為：整流濾波模塊、直流一直流(DC-DC)模塊和逆變模塊。論文分析了DC-DC模塊的工作模式,確定了臨界電感值,設(shè)計了DC-DC模塊的高頻變壓器。論文中,DC-DC模塊通過電壓反饋實現(xiàn)閉環(huán)控制,逆變模塊由開環(huán)調(diào)節(jié)占空比；兩模塊的拓撲結(jié)構(gòu)均為全橋,主控芯片均為UC3525,并用IR2113實現(xiàn)浮地驅(qū)動。數(shù)字電路部分以單片機AT89S52為核心,基于C語言程序和電路,控制A/D芯片實現(xiàn)電極識別,控制數(shù)字電阻X9C103實現(xiàn)按鍵調(diào)壓,控制數(shù)碼管實現(xiàn)檔位顯示。在完成原理圖設(shè)計基礎(chǔ)上,采用Saber軟件仿真了模擬電路,完成了直流、時域及頻域分析,Saber的仿真結(jié)果較理想,輸出紋波電壓和總諧波失真比較小；用Proteus軟件仿真了數(shù)字電路及控制程序,仿真結(jié)果達到設(shè)計預(yù)期目標�；诜抡娼Y(jié)果,借助Protel軟件繪制了印制電路板(PCB),給出了電路的調(diào)試計劃。上述工作為建立液相放電等離子體研究裝置,進而開展液相放電等離子體理論與應(yīng)用研究提供了條件。
【關(guān)鍵詞】：脈沖電源 等離子體 DC-DC模塊 UC3525 Saber
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN86;O531
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題來源9
• 1.2 課題背景和研究意義9-12
• 1.2.1 等離子體及其產(chǎn)生方法9-10
• 1.2.2 脈沖電源及其工作原理10-12
• 1.3 脈沖電源的發(fā)展歷史和應(yīng)用現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 國外發(fā)展歷史12-13
• 1.3.2 國內(nèi)發(fā)展歷史13-14
• 1.3.3 脈沖電源的發(fā)展趨勢14-15
• 1.3.4 脈沖電源的應(yīng)用現(xiàn)狀15-16
• 1.4 當(dāng)前研究存在的問題16
• 1.5 本文的研究目標及研究內(nèi)容16-18
• 2 脈沖電源整體結(jié)構(gòu)設(shè)計18-21
• 2.1 電源的指標參數(shù)18-19
• 2.1.1 確定電源的電壓和頻率18-19
• 2.1.2 確定電源的功能要求19
• 2.2 總體方案19-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 3 模擬電路設(shè)計21-62
• 3.1 模擬電路的模塊化21-22
• 3.1.1 電路模塊化的意義21
• 3.1.2 模擬電路部分的模塊化21-22
• 3.2 整流濾波電路22-26
• 3.2.1 整流濾波電路總體結(jié)構(gòu)22-23
• 3.2.2 EMI濾波器23-24
• 3.2.3 整流電路與濾波電容24-25
• 3.2.4 整流濾波電路的保護25-26
• 3.3 DC-DC模塊26-55
• 3.3.1 電路拓撲結(jié)構(gòu)26-29
• 3.3.2 變壓器及其原邊電路29-36
• 3.3.3 電路的工作模式及電感36-43
• 3.3.4 濾波電容43-44
• 3.3.5 輸出整流電路44
• 3.3.6 PWM發(fā)生電路44-51
• 3.3.7 驅(qū)動電路51-55
• 3.4 逆變電路55-58
• 3.4.1 逆變模塊主電路56
• 3.4.2 逆變模塊控制電路56-58
• 3.5 過流保護電路設(shè)計58-61
• 3.5.1 DC-DC模塊的過流保護電路59-60
• 3.5.2 逆變模塊的過流保護電路60-61
• 3.6 本章小結(jié)61-62
• 4 數(shù)字電路設(shè)計62-75
• 4.1 數(shù)字電路部分的總體結(jié)構(gòu)62-64
• 4.2 硬件電路64-69
• 4.2.1 電極識別部分電路64-66
• 4.2.2 按鍵調(diào)壓部分電路66-68
• 4.2.3 顯示部分電路68-69
• 4.3 控制程序69-74
• 4.3.1 電極識別程序69-70
• 4.3.2 按鍵調(diào)壓程序70-72
• 4.3.3 顯示部分程序72
• 4.3.4 初始化程序72-73
• 4.3.5 主程序73-74
• 4.4 本章小結(jié)74-75
• 5 電源的仿真及PCB設(shè)計75-89
• 5.1 模擬電路仿真75-82
• 5.1.1 時域分析75-81
• 5.1.2 頻域分析81-82
• 5.2 數(shù)字電路仿真82-86
• 5.2.1 電極識別部分仿真82-84
• 5.2.2 按鍵調(diào)壓及顯示部分仿真84-86
• 5.3 PCB設(shè)計及調(diào)試86-88
• 5.3.1 PCB設(shè)計86-88
• 5.3.2 電路調(diào)試88
• 5.3 本章小結(jié)88-89
• 結(jié)論89-91
• 參考文獻91-94
• 致謝94-95

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 祁澤武;張偉;張鵬飛;許海鷹;;低頻高壓脈沖放電水處理電源設(shè)計[J];電力電子技術(shù);2014年12期

2 紀宗南;;高精度的數(shù)字電位器X9C103[J];集成電路應(yīng)用;1999年04期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 郝宇，

本文編號：1110484