介質(zhì)阻擋等離子體串聯(lián)諧振式電源

　　由于實(shí)際諧振電源控制電路在電流過零關(guān)斷驅(qū)動(dòng)IGBT時(shí)存在誤差，產(chǎn)生瞬時(shí)脈沖震蕩不可避免，驅(qū)動(dòng)誤差越小則脈沖震蕩越小，脈沖震蕩小，電源電子開關(guān)IGBT工作安全性就高。圖4和圖2中的波形毛刺就是IBGT驅(qū)動(dòng)關(guān)斷誤差形成的脈沖震蕩電流，它表明在大功率工作狀態(tài)下，本文研制的電源系統(tǒng)在電流過零關(guān)斷控制串聯(lián)負(fù)載諧振方面，達(dá)到了很高的技術(shù)水平，完全保證電源大功率狀態(tài)下長時(shí)間連續(xù)工作的要求，結(jié)果令人滿意。

　　2)電源變負(fù)載自適應(yīng)運(yùn)行特性

　　本文研制電源系統(tǒng)的又一重要特點(diǎn)時(shí)變負(fù)載自適應(yīng)運(yùn)行特性，這一優(yōu)點(diǎn)對(duì)工程應(yīng)用尤為重要。眾所周知，實(shí)際工業(yè)負(fù)載很難做到非常穩(wěn)定，特別是大功率負(fù)載尤其如此。

　　所謂變負(fù)載自適應(yīng)運(yùn)行特性是指電源的諧振控制系統(tǒng)并不固定系統(tǒng)諧振頻率，系統(tǒng)諧振頻率是由系統(tǒng)中存在具有感性的高頻變壓器和具有容性的DBD反應(yīng)器負(fù)載所決定，它們實(shí)際上構(gòu)成了一個(gè)R、L、C串聯(lián)諧振電路。系統(tǒng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)諧振頻率亦發(fā)生變化。本文研制電源諧振控制電路是通過檢測主諧振電流實(shí)現(xiàn)電流過零軟關(guān)斷控制，因此，諧振控制與負(fù)載特性無關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)電源的變負(fù)載自適應(yīng)運(yùn)行特性。

　　在本文研制電源系統(tǒng)的工程運(yùn)用試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的負(fù)載不穩(wěn)定，濕度對(duì)負(fù)載電氣特性產(chǎn)生不良影響。在不同天氣情況下進(jìn)行了系統(tǒng)的負(fù)載測試，顯示系統(tǒng)負(fù)載的電阻特性發(fā)生很大變化，從1.56MΩ～200.0MΩ。電源系統(tǒng)的在負(fù)載變化情況下，運(yùn)行諧振頻率相應(yīng)變化，運(yùn)行結(jié)果見圖5。

　　3)大功率長時(shí)間工業(yè)運(yùn)行特性

　　大功率諧振電源啟動(dòng)是發(fā)生電子開關(guān)IGBT燒損事故最危險(xiǎn)時(shí)刻，諧振啟動(dòng)過程的良好設(shè)計(jì)是研制電源的第一個(gè)關(guān)鍵問題，本文研制電源系統(tǒng)很好解決了這一難題。

　　本文研制電源在配套的大型阻擋介質(zhì)放電負(fù)載上已經(jīng)過無數(shù)次啟動(dòng)，至今為止尚未發(fā)生IGBT燒損現(xiàn)象，完全滿足工業(yè)應(yīng)用要求。

　　圖6是本文研制電源在大功率啟動(dòng)過程的IGBT觸發(fā)信號(hào)和諧振主電流特性曲線，主諧振回路經(jīng)過6～8個(gè)諧振周期，主諧振電流達(dá)到了穩(wěn)定工作電流，諧振電流包絡(luò)線增長平滑。

　　為了配合介質(zhì)阻擋放電DBD反應(yīng)器的工業(yè)試驗(yàn)，本文研制電源進(jìn)行了長期運(yùn)行工作可靠性考核，包括48小時(shí)12～30kw電源連續(xù)運(yùn)行無故障，至今為止累計(jì)運(yùn)行數(shù)千小時(shí)無故障，整個(gè)電源系統(tǒng)性能狀態(tài)穩(wěn)定。

　　圖7是隨機(jī)采集的電源工作狀態(tài)諧振輸出電流Io的波形曲線，圖中(a)和(b)是分別在不同時(shí)間尺度200μs和1.0ms的波形描述。圖7(a)中出現(xiàn)的少量曲線毛刺說明：盡管采用電流過零電子開關(guān)軟關(guān)斷技術(shù)，由于電子器件實(shí)際性能和大功率工作狀態(tài)，仍然會(huì)出現(xiàn)少量瞬時(shí)電流震蕩脈沖，但不影響IGBT的安全工作。圖7(b)呈現(xiàn)的諧振電流包絡(luò)線波動(dòng)現(xiàn)象，分析認(rèn)為是整個(gè)諧振系統(tǒng)電路中的約300Hz低頻因素造成。

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