大功率串联谐振DBD臭氧发生器电源的研究与设计

"这篇文档详细探讨了串联谐振式DBD型臭氧发生器电源的研发，涉及其基本原理、设计方法和技术关键点。通过深入研究DBD型臭氧发生器的工作机制以及串联谐振式逆变电路，作者开发出了一种能产生2kg/h臭氧的装置电源系统。论文主要涵盖了五个核心部分：逆变电路拓扑结构选择、DBD负载特性分析、电源控制策略研究、频率跟踪移相PWM控制实现以及电源主电路和驱动电路设计。" 串联谐振式DBD型臭氧发生器电源是臭氧发生技术的一种，它利用串联谐振原理来提高能量转换效率，适用于大功率应用。DBD（Dielectric Barrier Discharge，介质阻挡放电）是一种非均匀放电形式，通常用于气体的电离，例如产生臭氧。在本研究中，作者首先对比了两种常用的负载谐振式逆变拓扑，最终选择了串联谐振式逆变电路，因为它能更好地匹配DBD型臭氧发生器的动态电气特性。 DBD型臭氧发生器的负载特性研究是理解其工作原理的关键。通过分析正弦波电流供电的介质阻挡放电电路，作者首次提出了基波等效电路模型，从而确定了最佳的电气参数匹配范围，这对优化电源设计具有指导意义。 电源控制策略的研究集中在频率跟踪移相PWM技术上。这种控制方式允许精确调节输出功率，且容性模式被发现最适合DBD型臭氧发生器。此外，作者还探讨了在该控制方式下的调功特性和零电流开关条件，确保了电源高效稳定运行。 针对频率跟踪移相PWM控制的实现，作者提出了一种基于CD4046集成锁相环的新型电路设计方案，解决了延迟和启动问题，提高了控制精度和系统响应速度。 最后，电源的主电路和驱动电路设计是整个系统的核心。采用集成驱动模块2SD315A，作者设计了一种新型驱动电路，确保了电源组件的安全可靠运行，实现了ZCS（Zero Current Switching，零电流开关），提高了整体系统的效率和稳定性。 这篇论文通过理论研究和实践开发，全面揭示了串联谐振式DBD型臭氧发生器电源的工作原理、设计方法和关键技术，为臭氧发生器电源的设计与优化提供了宝贵的理论依据和实践经验。