CN1859824A - 基于脉冲密度调制的大气压辉光放电控制方法及其电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于脉冲密度调制的大气压辉光放电控制方法及其电路，控制方法是采用脉冲密度调制产生交替出现的方波脉冲信号控制大气压辉光放电主电路中逆变电路开关管的开通和关断，每个工作周期内包含固定数量的方波脉冲，通过保持工作周期不变，改变工作周期中的方波脉冲数量，控制逆变电路向负载馈送能量的时间，实现对大气压辉光放电负载的定频定压控制。本发明可以实现对大气压辉光放电这类非线性变化的容性负载频率跟踪控制和线性功率调节，它可以很方便对开关管进行软化，实现了全程软开关，降低了开关损耗。并可以在整个的调功范围内满足实现大气压辉光放电的条件，实现了对大气压辉光放电的宽范围控制。
Description
技术领域
本发明涉及大气压辉光放电的控制方法及其电路，具体说是基于脉冲密度调制的大气压辉光放电控制方法及其电路。
背景技术
大气压辉光放电具有放电可长时间进行，放电均匀，不会产生局部的高能量等优点，因此可以在对材料进行处理和改性的过程中避免对材料表面的破坏，具有广泛的应用前景。现有的大气压辉光放电的实现方法中，离子捕获技术是比较适合应用于工业实际的。它可采用普通的介质阻挡放电的电极机构，无需特殊的装置和设备，也无需添加其它放电气体，就可以在大气压下的空气中产生大面积的辉光放电。现今离子捕获技术还处于实验研究阶段，和它相配套的高频高压放电电源的设计和控制方法研究还未见报道。大气压辉光放电负载是非线性变化的容性负载，并且为了满足离子捕获的要求，外加激励电压的幅值、频率和放电气隙的间距要满足一定的关系，才能实现大气压下的辉光放电，这些都增加了大气压辉光放电电源控制方案设计的复杂性。研制和它相配套的安全可靠的大功率，高频，高压放电电源，从而真正将其应用到工业实际中是目前要作的工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单方便的基于脉冲密度调制的大气压辉光放电控制方法及其电路，以对非线性变化的大气压辉光放电实现宽范围功率调制。
本发明的基于脉冲密度调制的大气压辉光放电控制方法，是采用脉冲密度调制产生交替出现的方波脉冲信号控制大气压辉光放电主电路中逆变电路开关管的开通和关断，每个工作周期内包含固定数量的方波脉冲，通过保持工作周期不变，改变工作周期中的方波脉冲数量，控制逆变电路向负载馈送能量的时间，实现对大气压辉光放电负载的定频定压控制。
实现上述控制方法的大气压辉光放电电路，包括主电路和控制电路两部分，主电路包括三相不控整流电路、由开关管构成的全桥逆变电路，升压变压器，控制电路包括由鉴相器、第一低通滤波器和压控振荡器组成的锁相环电路，单稳态电路，电流检测电路，二分频电路，延时电路，分频器，第二低通滤波器，密度给定，比较器，电子开关，他激频率给定，死区形成电路，同步电路和逻辑电路，电流检测电路的一个输出端接单稳态电路，另一个输出端与电子开关的一个输入端相连接，电子开关的另一个输入端与他激频率给定相连接，电子开关的输出端与压控振荡器的一个输入端连接，单稳态电路的输出端接鉴相器的输入端，鉴相器的输出端接第一低通滤波器的输入端，第一低通滤波器的输出端接压控振荡器的另一个输入端，压控振荡器的输出端接二分频电路的输入端，二分频电路的输出端分四路，分别接延时电路的输入端，分频器的输入端，逻辑电路的一个输入端和同步电路的输入端，分频器的输出端接第二低通滤波器的输入端，第二低通滤波器的输出端接比较的一个输入端，比较器的另一个输入端接密度给定的输出端，比较器的输出端与同步电路的另一个输入端连接，同步电路的输出端接逻辑电路的另一个输入端，逻辑电路的四路输出分别接死区形成电路的四个输入端。
本发明通过电源的工作频率对负载谐振频率的跟踪的方式确保整个负载的阻性，大大减小了无功，它可以很方便对开关管进行软化，实现了全程软开关，降低了开关损耗，且简单方便，采用脉冲密度调制(PDM)来实现对大气压辉光放电这类非线性变化的负载进行控制，从而实现对大气压辉光放电的宽范围功率调制，可以保证在整个的调功范围内，高频高压放电电源工作于最佳的工作点上，放电电压的幅值和频率可基本保持不变，且在整个的调功过程中都可以满足实现大气压辉光放电的离子捕获条件。
附图说明
图1是本发明大气压辉光放电电路的主电路；
图2是本发明大气压辉光放电电路的控制电路原理框图；
图3是脉冲密度调制波形示意图。
具体实施方式
本发明的基于脉冲密度调制的大气压辉光放电电路包括主电路和控制电路两部分，主电路如图1所示，包括三相不控整流电路1、由开关管Q1-Q4构成的全桥逆变电路2，升压变压器3。
控制电路如图2所示，包括由鉴相器4、第一低通滤波器5和压控振荡器6组成的锁相环电路7，单稳态电路8，电流检测电路9，二分频电路10，延时电路11，分频器12，第二低通滤波器13，密度给定14，比较器15，电子开关16，他激频率给定17，死区形成电路18，同步电路19和逻辑电路20，电流检测电路9的一个输出端接单稳态电路8，另一个输出端与电子开关16的一个输入端相连接，电子开关16的另一个输入端与他激频率给定17相连接，电子开关16的输出端与压控振荡器6的一个输入端连接，单稳态电路8的输出端接鉴相器4的输入端，鉴相器4的输出端接第一低通滤波器5的输入端，第一低通滤波器5的输出端接压控振荡器6的另一个输入端，压控振荡器6的输出端接二分频电路10的输入端，二分频电路10的输出端分四路，分别接延时电路11的输入端，分频器12的输入端，逻辑电路20的一个输入端和同步电路19的输入端，分频器12的输出端接第二低通滤波器13的输入端，第二低通滤波器13的输出端接比较15的一个输入端，比较器15的另一个输入端接密度给定14的输出端，比较器15的输出端与同步电路19的另一个输入端连接，同步电路19的输出端接逻辑电路20的另一个输入端，逻辑电路20的四路输出分别接死区形成电路18的四个输入端。
电流检测电路9的输出信号经过单稳态电路8进行整型后输入锁相环电路7。电流检测电路信号较弱时锁相换电路7工作在他激状态，由他激频率给定17确定电路的工作频率；电流幅值达到一定的限制值时，电子开关16动作，锁相环电路7转变为自激状态。由此可确保确保它激到自激的转换过程在功率较小的情况下完成，系统工作稳定，不会产生较大的波动。压控振荡器6的输出经过二分频和延时后输入鉴相器4。二分频可以使锁相环7的输出信号的占空比严格地达到50％，延时电路11保证负载的输出电流信号略滞后于输入的电压信号，电路工作在微感性的状态，为开关管的软化创造条件。二分频后的信号另有两路，一路经过分频器12进行分频，一路作为同步电路19的时钟信号。分频器12的输出信号经过第二低通滤波器13进行滤波形成三角波，输入比较器15和密度给定信号进行比较，得到可确定脉冲密度的大小的方波信号。同步电路的输出经过由与门和非门组成的逻辑电路20和死区形成电路18后输入驱动电路，死区形成电路的输出信号Vf、Vg、Vh、Vj分别对应主电路中的开关管Q1、Q2、Q3、Q4。
大气压辉光放电负载是非线性变化的容性负载，对于非线性变化的容性负载如果能够保证在整个的调功过程中都满足激励电压的幅值和负载的谐振频率基本不变，就可以使高频高压电源在整个的调功过程中始终满足电压幅值和频率的限制关系，工作于一个满足条件的最佳工作点上。PDM控制正好可以满足以上的要求，使大气压辉光放电具有了较宽的调功范围。
基于脉冲密度调制的大气压辉光放电控制方法是采用脉冲密度调制产生交替出现的方波脉冲信号控制大气压辉光放电主电路中逆变电路开关管的开通和关断，通过保持工作周期不变，改变工作周期中的方波脉冲数量来控制逆变电路向负载馈送能量的时间，实现对输出功率的调节。例如每个工作周期内包含60个脉冲周期，在N个脉冲周期中逆变器向负载馈送能量，剩下的60-N个脉冲周期中负载两端的电压为零，逆变器不向负载提供能量，脉冲密度调制波形如图3所示。在整个的调功过程中，负载谐振频率可基本保持不变，实现了定频定压调功。
由于PDM控制的采用负载的谐振频率只会发生微小的偏移，不会大范围的变化，从而保证了在整个的调功范围内满足实现大气辉光放电的离子捕获条件。高频高压放电输出电压的频率略微高于负载谐振电流的频率，从而保证了整个电源工作在微偏感性的状态，通过和开关管并联的无感电容来实现对开关管的软化。
Claims (2)
1.基于脉冲密度调制的大气压辉光放电控制方法，其特征是采用脉冲密度调制产生交替出现的方波脉冲信号控制大气压辉光放电主电路中逆变电路开关管的开通和关断，每个工作周期内包含固定数量的方波脉冲，通过保持工作周期不变，改变工作周期中的方波脉冲数量，控制逆变电路向负载馈送能量的时间，实现对大气压辉光放电负载的定频定压控制。
2.用于权利要求1所述的大气压辉光放电控制方法的电路，包括主电路和控制电路两部分，主电路包括三相不控整流电路(1)、由开关管(Q1-Q4)构成的全桥逆变电路(2)，升压变压器(3)，其特征是控制电路包括由鉴相器(4)、第一低通滤波器(5)和压控振荡器(6)组成的锁相环电路(7)，单稳态电路(8)，电流检测电路(9)，二分频电路(10)，延时电路(11)，分频器(12)，第二低通滤波器(13)，密度给定(14)，比较器(15)，电子开关(16)，他激频率给定(17)，死区形成电路(18)，同步电路(19)和逻辑电路(20)，电流检测电路(9)的一个输出端接单稳态电路(8)，另一个输出端与电子开关(16)的一个输入端相连接，电子开关(16)的另一个输入端与他激频率给定(17)相连接，电子开关(16)的输出端与压控振荡器(6)的一个输入端连接，单稳态电路(8)的输出端接鉴相器(4)的输入端，鉴相器(4)的输出端接第一低通滤波器(5)的输入端，第一低通滤波器(5)的输出端接压控振荡器(6)的另一个输入端，压控振荡器(6)的输出端接二分频电路(10)的输入端，二分频电路(10)的输出端分四路，分别接延时电路(11)的输入端，分频器(12)的输入端，逻辑电路(20)的一个输入端和同步电路(19)的输入端，分频器(12)的输出端接第二低通滤波器(13)的输入端，第二低通滤波器(13)的输出端接比较(15)的一个输入端，比较器(15)的另一个输入端接密度给定(14)的输出端，比较器(15)的输出端与同步电路(19)的另一个输入端连接，同步电路(19)的输出端接逻辑电路(20)的另一个输入端，逻辑电路(20)的四路输出分别接死区形成电路(18)的四个输入端。
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Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102281011A (zh) * | 2011-08-30 | 2011-12-14 | 江苏物联网研究发展中心 | 基于正弦调制波的单相逆变变频电源 |
| CN102393784A (zh) * | 2011-09-14 | 2012-03-28 | 江苏东方四通科技股份有限公司 | 一种提高定周期调功器控制精度的方法 |
| CN106505871A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-03-15 | 南京匹瑞电气科技有限公司 | 一种基于脉冲均匀调制功率控制的介质阻挡放电型臭氧发生器供电电源 |
| CN109412449A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-01 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
| CN109412452A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-01 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换电路 |
| CN109412451A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-01 | 盐城工学院 | 一种电源变换装置 |
| CN109412450A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-01 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
| CN109525137A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-26 | 盐城工学院 | 一种直流交流变换电路 |
| CN109617397A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-12 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
| CN109639168A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-16 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
| CN109687752A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-26 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
| CN109687744A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-26 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
| CN109687743A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-26 | 盐城工学院 | 一种电源变换电路 |
| CN109687751A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-26 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
| CN109687753A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-26 | 盐城工学院 | 一种直流交流变换装置 |
| CN112350608A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-02-09 | 哈尔滨理工大学 | 一种关于delta结构的双向PWM整流器设计 |
-
2006
- 2006-05-30 CN CN 200610051696 patent/CN1859824A/zh active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102281011A (zh) * | 2011-08-30 | 2011-12-14 | 江苏物联网研究发展中心 | 基于正弦调制波的单相逆变变频电源 |
| CN102393784A (zh) * | 2011-09-14 | 2012-03-28 | 江苏东方四通科技股份有限公司 | 一种提高定周期调功器控制精度的方法 |
| CN106505871A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-03-15 | 南京匹瑞电气科技有限公司 | 一种基于脉冲均匀调制功率控制的介质阻挡放电型臭氧发生器供电电源 |
| CN109617397A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-12 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
| CN109687752A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-26 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
| CN109412451A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-01 | 盐城工学院 | 一种电源变换装置 |
| CN109412450A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-01 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
| CN109525137A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-26 | 盐城工学院 | 一种直流交流变换电路 |
| CN109412449A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-01 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
| CN109639168A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-16 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
| CN109412452A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-01 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换电路 |
| CN109687744A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-26 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
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| CN109687751A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-26 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
| CN109687753A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-26 | 盐城工学院 | 一种直流交流变换装置 |
| CN109687752B (zh) * | 2018-12-30 | 2021-06-25 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换装置 |
| CN109412452B (zh) * | 2018-12-30 | 2021-02-23 | 盐城工学院 | 一种直流交流电源变换电路 |
| CN109687743B (zh) * | 2018-12-30 | 2021-06-01 | 盐城工学院 | 一种电源变换电路 |
| CN112350608A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-02-09 | 哈尔滨理工大学 | 一种关于delta结构的双向PWM整流器设计 |
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