等離子體污水處理高壓直流電源研究
4 仿真與實(shí)驗(yàn)
在Saber軟件中建立仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái),輸入直流電壓為三相整流電壓540 V,變壓器初、次級(jí)匝比為1:3,開關(guān)頻率為25 kHz,隔直電容為1.88μF,初級(jí)漏感為15μH,次級(jí)漏感為120μH,次級(jí)諧振電容為5 nF,輸出直流電壓為2.7 kV,輸出功率為3.6 kW。圖3示出仿真波形。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/175730.htm
由圖3a可見,超前橋臂開關(guān)管電壓在驅(qū)動(dòng)開通前已降到零,實(shí)現(xiàn)ZVS開通;驅(qū)動(dòng)關(guān)斷后,開關(guān)管電壓緩慢上升,實(shí)現(xiàn)ZVS關(guān)斷。由圖3b可見,滯后橋臂開關(guān)管也實(shí)現(xiàn)ZVS關(guān)斷,但無法實(shí)現(xiàn)ZVS開通。由于此時(shí)次級(jí)諧振折合至初級(jí)電流為零,初級(jí)電流僅為較小的勵(lì)磁電流,故可認(rèn)為其實(shí)現(xiàn)ZCS開通。由圖3c可見,次級(jí)二極管關(guān)斷后無反向恢復(fù)電流和恢復(fù)電壓尖峰,有效降低了其電壓應(yīng)力,有助于后續(xù)更高電壓等級(jí)系統(tǒng)高壓硅堆選取??紤]移相有效占空比,其輸出電壓為2.7 kV,仍高于輸入電壓整流經(jīng)變壓器升壓后的1.62 kV。相比傳統(tǒng)全橋變換器,可有效降低變壓器高壓側(cè)匝數(shù),減小設(shè)計(jì)難度。
實(shí)際參數(shù)與仿真略有差別。圖4a為超前橋臂開關(guān)管柵極、漏源兩端電壓,開通和關(guān)斷均實(shí)現(xiàn)了軟開關(guān)。圖4b為超前、滯后橋臂移相波形。圖4c為次級(jí)二極管整流電壓、電流,消除了反向恢復(fù)問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析及仿真的正確性。
5 結(jié)論
基于諧振倍壓整流技術(shù),研究了一種適合于等離子污水處理的移相全橋高壓直流電源方案。討論了其輸出二極管及初級(jí)開關(guān)管軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)條件,實(shí)現(xiàn)了輸出二極管電壓尖峰抑制,降低了二極管電壓應(yīng)力,為建立更高輸出電壓等級(jí)樣機(jī)測試平臺(tái)奠定了理論及技術(shù)基礎(chǔ)。
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