开云体育注册入口网址：电除尘用高频高压脉冲电源的设计

  摘要：电除尘器是当今工程领域应用的高效、环保、节能的环保设备，如今广泛应用

  于冶炼、水电，火电、化工等场合。传统的电除尘器电源在供电过程中会产生电晕和

  其次，主要结构是ZVS软开关电路。本课题详细分析了ZVS移相全桥电路的电路

  的提高电源的效率。本文采用UC3875来设计控制驱动电路并选取推免式脉冲变

  都不可避免的配备上电除尘器提高效率。电气除尘器相比于别的设备具有其独特的

  优势，其具有运行可靠，除尘效率高，耐高温，阻力损失小，自动化高，电能损耗

  环境污染造成的经济和健康损失越来越严重。然而在上世纪90 年代投入的电除

  尘器的设计环保要求不高，已有必要进行更新迭代。可是于大部分除尘器而言，这是

  个艰难复杂的任务。行之有效的更好的方法即通过更换电源来提高电除尘的效率，

  ESP 电源逐渐进入商业应用领域。现在技术主要应用开关集成电源，相比于常规

  的变压器，有着频率更高、体积更小的优点。因此，开关电源具有较低的成本和较

  高的经济效益。安装开关集成电源因其优异的性价比成为许多公司的首选。另外，

  外接开关电源技术的应用大幅度的提升了电源的转换效率。其功率因数非常高，是配电

  系统中的良好负载。当脉冲电源供电时，除尘器能获得多种电压波形如纯直流或

  准越来越高。以前工厂使用的集尘器设备经常不能够满足新标准。更换除尘器设备需

  要高昂的价格，因此更换除尘器电源是更有效的方法，研究更高效的除尘电源

  变成了攻占的科研热点。本课题主要研究和设计高频高压脉冲电源。目前的供电方

  式有工频高压供电和高频脉冲供电，而传统的供电方式体积大。近年来电力电子技

  术的发展，高效率节约能源的开关电源慢慢的出现，应用功率 MOSFET 和 IGBT 大幅度的提升了高

  频逆变电路的效率。电路中变压器的体积大大减小，成本降低，功率转换效率提高。

  随着软开关技术在大功率电源中的应用，高频高压 DC 电源的电路结构比以前复

  杂得多，在大功率电源中仍有技术问题是需要解决。近年来，随国家对粉尘排放浓

  度要求的提高，电除尘器慢慢的受到重视。高压DC 叠加脉冲电源必将成为未来的发

  桥变换器的工作原理和变换过程，并将其应用于电除尘电源的电路设计中。高频变

  第五章为控制驱动电路的设计，采用移相全桥专业芯片 UC3875 进行设计电路，

  高压静电除尘器的常见简单模型由两个极性不同的电极组成。如图 2.1 所示，

  基本原理是利用高压电场产生的电荷将空气中的灰尘带走。除尘过程基本能分为

  式中：为除尘效率；A 为集尘极面积；Q 为气体的流量；为粉尘的趋进速度。

  当集尘极面积A 和空气流量Q 被确定时，吸尘器的集尘效率取决于灰尘的接近

  式中：为粉尘粒子的荷电量，为收集粉尘颗粒时的电场强度，为气体的粘度，

  由（2-1）和（2-2）得到,粉尘粒子的荷电量和收尘电场强度决定了趋近速度

  ，然而的大小取决于电晕电流的大小，电流决定了荷电粒子数量；主要取决于

  供电电压。因此由（2-1）得到：影响效率的重要的因素可以总结为供电电压和电流。

  数，另一种更有效的方法便是改进供电方式。电除尘器的供电方式有四种:单相工

  频电源、脉冲电源、液晶恒流电源和磁饱和放大器电源。其中，脉冲电源有其独特

  的优势，更适合静电除尘器的供电，而磁饱和放大器电源在供电和控制特性上有其

  独特的缺陷。所以不适用于电除尘器电源的应用。LC 恒流电源有其独特的优良控制

  脉冲电源技术是上世纪逐渐兴起的一种新型电除尘供电电源技术，1987 年，我

  国首次采用LC 震荡回路开关的状态下产生脉冲。在传统的供电方式中，那些电阻大，

  电导率低的粉尘粒子所带的电荷不易被释放。使用脉冲电源时，在使用脉冲电源时，

  除尘器的粉尘层将充满少量的电荷，在脉冲周期内电荷将完全释放，从而有效地抑

  常用脉冲供电电路结构和电压波形如图2.2 所示，脉冲电源的典型应用指标为：

  波相当于一系列脉冲，原本不可调的正弦波变成了可调脉冲。本课题采用PWM 控制，

  传统的硬开关PWM 全桥电路，在开关时会产生寄生振荡，电流和电压尖峰会使

  功率开关管的电流电压应力增加，开关噪声大，开关功率损耗增加，效率大大降低，

  在特殊情况下，会导致电路的不正常工作。移相全桥图2.8 是在之前全桥电路的基础

  上，增加了一个谐振饱和电感，使得电路中四个开关器件都能在零电压的情况下导

  关器件互补导通角的值为180°，改变功率器件驱动信号移相角的大小就可以调节

  ，同时导致开通损耗大幅度提升。每半个周期中有7 种工作模式，假设开关器件都是

  零，所以它是零电压开通，没开关损耗。当它开通后，并没有电流流过，并且初

  1.为了接通开关器件的零电压，必须移除两个电容器的电荷，以使它们的电压值

  变为零。第一个是开关器件的结电容，它在桥上或滞后于桥臂的导通。第二个是变

  压器初级线圈的寄生电容。要想实现所说的条件，就必须要有足够的能量来去除上

  2 在打开和闭合前桥臂的开关器件的过程中，次级输出滤波器电感的值不小，因

  此存储在滤波器电感中的能量不小，满足等式(3-1)，因此前桥臂可以轻易地完成ZVS。

  3 滞后桥臂的开关器件在开通与关断过程中，由于电感的存在，这时只有变压器

  初级的谐振电感提供滞后桥臂完成所需要的能量，这时提供的能量一定要满足式（3-2）。

  图4.1 为高频电源系统主回路图，其核心为谐振变换器。将经过整流得到的直流