等离子体高压脉冲电源.pdf

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1、第5O卷第11期电力电子技术V01．50．No．112016年11月PowerElectronicsNovember2Ol6等离子体高压脉冲电源孙柯，嵇保健，洪峰，虞超群(1．南京工业大学，电气工程与控制科学学院，江苏南京211816；2．南京航空航天大学，电子信息工程学院，江苏南京210016)摘要：研制了一种基于Marx发生器用于工业废水处理的高压脉冲电源，介绍了其工作原理、同步驱动电路及主要参数。Marx发生器共32级使用固态绝缘栅型双极晶体管(IGBT)和快恢复二极管为发生器的结构元件。聚丙烯(CBB)电容为储能元件。结构上采用顺／逆时针分部的紧

2、凑型拓扑，降低了回路电感，实现了电源体积小型化；为防止IGBT因负载短路而损坏，驱动电路中加入无源保护电路。实验表明其在处理工业废水中效果优良。关键词：脉冲电源；发生器；无源保护；同步驱动中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)11-0085—03PlasmaHighVoltagePulsePowerSupplySUNKe，JIBao-jian，HONGFeng~，YUChao—qun(1．NanjingTechnologyUnivers，Nanjing211816，China)Abstract：Adesignofhis

3、hvoltagepulsepowerwithtreatmentofindustrialwastewaterbasedonMarxgeneratorispresented．Theworkingprinciple，thesynchronizationdrivingcircuitandthemainparametersarepresented．TheMarxgenem~riscomposedof32stages．Eachstageusesswitchinsulatedgatebipolartransistor(IGBT)，fastrecoverydiodeas

4、thestructuralelementsofthegenerator，theCBBcapacitorisstorageelements．Aclockwise／counter-clockwisering—shapedcompactconfignrationisapphed，whichreducestheloopinductance，andrealizestheminiaturizationofthepowersupply．InordertoprotecttheIGBTatthemomentofloadshort-circuit，apassiveprote

5、ctioncircuitisincludedinthedrivecircuit．Experimentalshowsthatthepowerhasagodefectinthetreatmentofindustrialwastewater．Keywords：pulsepowersupply；generator；passivepro~cfion；drivesynchronizationFoundationProject：SupposedbyNaturalScienceYouthFoundationofJiangsuProvince(No．BK20140944)

6、1引言器实际共32个单元，采用顺／逆时针分部的方式可降低回路电感实现电源体积小型化【3】。为方便，图1目前，高频脉冲电源分为两种：①通过脉宽调只表示4个Marx单元。每个单元电路由1个IGBT、制技术直接获取的各种高频高压脉冲波形的形变1个电容及2个快恢复二极管组成。Marx发生器采电源：②通过高频直流与高频交流叠加形成的交直用全桥直流变换器为充电电源．对Marx发生器充流电源[1】。形变电源中Marx发生器应用广泛。许多电时，电路中IGBT关断，电容C并联通过大电感传统Marx发生器以火花隙和闸流管等气体开关和二极管获得相等电压。当驱动信号送达IGBT

7、f-j作为主开关。不过气体开关存在寿命短、重复率低极。开关管同时导通，C通过IGBT串联在负载端等问题[2]。废水处理中要求经济实用性好、输出脉形成高压脉冲。使用二极管代替充电电阻或电感冲前沿迅速及重复率高，为实现这些要求，采用既可减少功率损耗．又可在IGBT发生故障时自动IGBT做主开关。借鉴国内外经验。研制出一台快隔离本单元开关管直接给下一个单元电容充电。前沿高重复率的紧凑型Marx发生器。此处使用大电感有助于充电时提高充电速度．起2Marx发生器限流作用保护二极管，在电容串联放电时电感会2．1主电路及工作原理承受大部分负载上的高电压，保护充电电源【

8、4】。图1为30kV高压脉冲电源电路。Marx发生基金项目：江苏省自然科学青年基