液体食品灭菌装置用高压固态开关的研究

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1、ClassifiedIndex：TM564．8DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTheResearchonHighVoltageSolidStateSwitchforLiquidFoodSterilizationCandidate：Supervisor：MiHe％iXinlaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：HighVoltageandInsulationTechnologyDateofOralExamination：March，201

2、2University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《液体食品灭菌装置用高压固态开关的研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期问独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：米疑日期：州z年午月／n哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《液体食品灭菌装置用高压固态开关的研究

3、》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密四。(请在以上相应方框内打√)作者签名：浆蕊同期：2D压年争月f同导师签名：褫缔日期：如’z年啦月J日哈尔滨理T人学丁学硕，Ij学位论文液体食品灭菌装置

4、用高压固态开关的研究摘要社会经济水平的提升给人们带来了富裕的生活，同时对食品的要求也日渐提高：不仅要安全健康还要营养味美，然而传统的热杀菌技术已经不能满足这些需求。在这种情形下，由于高压脉冲杀菌技术(PEF)具有安全无害、杀菌时间短、能耗少、效率高、基本上能保留食品风味和营养成分的特点，成为了研究的热点方向。高压开关的性能好坏直接影响到负载脉冲的理想程度，但是目前成熟的真空开关技术已经不能满足实际要求，因此开关技术成为了限制PEF技术工业化发展的瓶颈。通过阅读大量国内外文献，了解了目前高压开关发展状况，并且研究了此种开关的种类构成及其性能特点，结合本文研究特点确定

5、了以IGBT串联为高压固态开关的基本形式。通过分析IGBT结构原理，研究了造成IGBT串联均压失效的原因，借助Orcad／Pspice仿真软件证实了影响均压失效的因素。根据已有的研究方法的特点并结合高压触发二极管的优异性能，设计了一种能解决IGBT串联均压问题的新方法——新型栅极主动均压法，Orcad／Pspice仿真证明了此种方法具有优良的性能。此外，本文利用高电压技术、电力电子技术和控制技术等对高压固态开关电路结构及其控制系统进行了设计，例如，主电路结构选型、基于MC33153驱动芯片的IGBT驱动电路的设计、对市电频率进行跟踪的过零检测电路及对多种信号综合分

6、析的信号处理系统。为了验证高压固态开关理论研究的真实性和有效性，搭建了以四路IGBT串联为核心的高压固态开关实验电路，对所得波形进行了分析。此次试验证明了本次设计的可行性，为IGBT串联问题的解决提供了可靠的实验依据。关键词IGBT串联；新型栅极主动均压法；高压固态开关哈尔滨理T人学T学顺．Ij学位论文TheResearchonHighVoltageSolidStateSwitchforLiquidFoodSterilizationAbstractImprovementofsocio—economiclevelgivesrisetoarichlife，thoser

7、equirementsforfoodarealsorising：notonlythesafetyandhealthybutalsonutritiousanddelicious．However，conventionalheatsterilizationtechnologyCannotmeettheserequirements．Inthiscase，High-voltagePulseelectricFieldtechnology(PEF)，especiallyinthesate，lesssterilizationtime，lessenergyconsumption，h

8、ighef