用于织物表面处理常压低温等离子体电源的研究

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在织物表面改性处理工艺中,要求产生稳定、均匀和柔和的低温等离子体。但其电源负载呈非线性与时变性,放电形式极易受工况影响而过渡到细丝放电,导致被处理织物穿孔或损伤。因此,要求其电源具有快速抑制细丝放电的功能。本课题设计了一种用于织物表面处理常压低温等离子体电源装置及其控制策略,其具体实施如下:  1)本电源装置采用 AC→DC→DC→AC级联变换的技术路线,即市电220 V交流输入,经不可控整流后接至Buck变换器,再经H桥逆变,最后由高频变压器升压。其性能指标:电压幅值10~20 kV连续可调;峰值电流10 mA;频率10k~30 kHz连续可调。  2)根据技术路线和性能指标,在基于传统开关电源的控制模式下,提出了本电源的控制策略并搭建高压电源样机,同时对主电路、控制电路及保护电路的软硬件给出了详细设计与计算,并对高频变压器进行整体设计并计算确定其相关参数。  3)控制电路采用MSP430F149单片机为核心,形成等离子体电源放电电场、放电电流及频率三参量分别控制方式。电压控制采用单片机数字积分分离 PI控制算法及SG3525产生PWM驱动Buck变换器;电流控制采用数字峰值电流控制模式及单片机外围电路驱动H桥下桥臂,上桥臂驱动信号为单片机输出的时钟脉冲信号。IGBT驱动选用国产的HL402模块。  通过系统软件仿真与实验分析表明,电源达到了预期设计目标,充分验证了本电源控制方案的合理性与有效性。为进一步进行织物表面处理工程实际应用提供理论依据和技术支持,具有良好的推广应用价值。
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