【摘 要】
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近年来,人们发现等离子体应用在生物、医疗、能源、材料等领域具备某些区别于传统物理化学所独有的优势,因此有关等离子体的产生和应用受到了国内外研究学者的深入研究,而脉冲电源作为一种产生等离子体的优质激励电源逐渐得到了学者们的关注。本论文设计了一种以STM32F103单片机芯片作为控制电路的核心器件、主电路为整流滤波、全桥式逆变及升压变压器结合倍压整流电路,自耦变压器、驱动电路构成所设计的脉冲叠加直流高
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近年来,人们发现等离子体应用在生物、医疗、能源、材料等领域具备某些区别于传统物理化学所独有的优势,因此有关等离子体的产生和应用受到了国内外研究学者的深入研究,而脉冲电源作为一种产生等离子体的优质激励电源逐渐得到了学者们的关注。本论文设计了一种以STM32F103单片机芯片作为控制电路的核心器件、主电路为整流滤波、全桥式逆变及升压变压器结合倍压整流电路,自耦变压器、驱动电路构成所设计的脉冲叠加直流高压电源。该电源输入端接上220V/50Hz的市电,经过EMI滤波后分成两路,一路经整流滤波、全桥逆变、高频变压器升压、高压硅堆整流后得到幅值频率皆可调的高压脉冲,另一路经自耦变压器改变电压幅值、PQ型变压器升压,4阶倍压整流电路整流后得到幅值可调的高压直流。最后经串联叠加后将高压脉冲叠加可调高压直流得到叠加后的叠加波形作用于负载。通过这种脉冲叠加直流的脉冲电源设计方案可显著降低电源内部元器件对耐压绝缘的要求和变压器的绕组匝数,从而在相同的幅值下降低设计成本,使脉冲电源输出稳定可靠。最后通过设计方案理论论证、建立Matlab/Simulink仿真模型仿真预测、以及实物制作的电源样机实验验证来证实了该方案的可行性本文所设计的脉冲叠加直流高压电源其电压幅值为10k V,频率在100-10k Hz内可调,占空比在0.1-0.5内可调,实验测试中分别对控制电路、全桥式逆变电路、高频升压变压器、4阶倍压整流电路等进行波形的采集和分析验证,各个电路模块设计及实物符合设计要求。波形稳定,满足放电等离子体对电源的需求。图[48]表[5]参[68]
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