用于微生物聚酯颗粒提取的脉冲电源设计.pdf

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1、船电技术I应用研究V01．34No．52014．5用于微生物聚酯颗粒提取的脉冲电源设计马强1，陈雪亮2(1．兰州理工大学，兰州730050；2．武汉船用电力推进装置研究所，武汉430064)摘要：为提高微生物聚酯颗粒的提取率，设计了一台最高输出为5kV的高频方波脉冲电源。该方波脉冲电源主电路采用模块叠加技术实现高压输出，控制电路的控制器采用单片机disPIC30F301l控制输出脉冲的脉宽和幅值。脉冲电源性能指标：幅值1～5kv，脉冲频率0．5～5kHz，脉冲宽度l～100us。实测结果表明：该电源运行可靠，符合聚酯颗粒提取电源要求。关

2、键字：生物聚酯脉冲电源模块叠加disPIC30F301l中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1003．4862(2014)05—0058—04DesignofPulsePowerforExtractingBiologicalPolyesterParticlesMaQiang1，ChenXuelian92(1．LanzhouScienceandEngineeringUniversity，Lanzhou730050；2．WuhanInstituteofMarineElectricPropulsion，Wuhan430064，Chi

3、na)Abstract：Inordertoimprovetheextractionrateofmicrobialpolyestergranules，thispaperpresentsaschemeofmaximumoutputof5kvhighfrequencysquarewavepulsegeneratorThemaincircuitadop如themodulestackingtechniquefo，．highvoltageoutput,andthecontrolsystemadop括disPIC30F3011thatcontrols

4、thepulsewidthandamplitudeof．theoutputpulse．Theperformanceindexofthepowersupplyis：pulsevoltagemultitude1-5kV,impulsefrequencyo．5-5kHz．pulsewidthi～loopS．Themeasuredresultsshowthatthepowersupplyrunsreliably,andfullymeettherequirementsofthepolyesterparticlestoextractpowerjsu

5、pply．Keywords：polyesterparticles；pulsegenerator；modulestacking；disPIC30F30110引言微生物产品制造业是个极具发展前景的行业，生物聚酯是微生物产品的主要原材料，相对传统的提起方法，将脉冲功率技术应用于聚酯颗粒提取方法中，有利于增强化学酵素在分解细菌细胞膜方面的作用，大大提高聚酯颗粒的提取率，而且减少了化学药剂的使用，进而减少了环境污染【1】o在生物聚酯颗粒提取工艺中，为了提高提取率，必须保证细胞隔膜出现亲水性孔隙，而亲水性孔隙的产生与细胞溶剂的温度浓度有关系。为了保

6、证聚酯颗粒的提取率维持在一个较高的稳定收稿日期：2014．02一12作者简介：马强(1989．)，男，硕士研究生。研究方向：电力电力与电力传动。58的范围内，必须控制该脉冲电源产生的电压随着细胞溶液的温度和浓度变化而变化。为了使聚酯颗粒的提取率维持在一个较高的稳定的范围内，那么需要细胞溶液中的电场强度达到l～10kV／cm脉冲宽度为1～100“s，而细胞溶液所使用的装置一般为两极板间距4mm，内直径是4mm，总容积为0．05mL的处理室，所以该脉冲电源所产生的电压幅值1～5kV连续可调，脉冲宽度1～100us连续可调【l。j。1脉冲电源

7、电路设计脉冲电源电路的设计包括主电路和控制电路设计。根据引言中所提供的脉冲电源性能指标，设计的脉冲电源系统的基本原理如图1所示。1．1脉冲电源主电路设计主电路采用模块叠加技术实现高压输出，即V01．34No．52014．5船电技术I应用研究采用6个低压模块串联，每个低压模块结构一致，元件参数完全相同，且电气特性相互独立，通过改变低压模块的个数可以满足不同电压要求，进而实现了脉冲电源模块化设计【3J。主电路结构图如图2所示。1．1．1高压直流电源模块L、C的参数计算高压直流电源模块采用6个低压升降压斩波电路串联实现。设计每个低压模块最高输

8、出为1kV，D调节范围取30～70％，瓦取20kHz，纹波电压△‰取O．1％，电阻只‰取1kQ。那么t、C通过公式(1)(2)141进行参数选择。商雁模块图1脉冲电源基本原理框图』、Zl2l』=￥厂l、1．