并联负载谐振式臭氧发生电源基波分析法

第50卷第7期2016年7月电力电子技术PowerElectronicsVo1．50，No．7July2016并联负载谐振式臭氧发生电源基波分析法蔡航，孟志强，唐雄民，覃仕樾(湖南大学，电气与信息工程学院，湖南长沙410082)摘要：研究了一种电流型并联负载谐振式介质阻挡放电(DBD)型臭氧发生电源的基波分析方法，采用正弦电压源供电下的基波等效模型简化电路分析，并得到了并联谐振DBD型臭氧发生器调节特性的分析模型．该分析模型相比于其他分析模型具有简单方便的特点。最后的实验验证了并联负载谐振式DBD型臭氧发生器具有良好的输出特性，能实现直流调功，对工程设计具有良好的应用价值。关键词：电源；臭氧发生器；介质阻挡放电；并联谐振中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)07—0052—02TheFundamentalWaveAnalysisMethodofParallelLodeResonantOzoneGeneratorPowerSupplyCAIHang，MENGZhi—qiang，TANGXiong—min，QINShi—yue(HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：Theworkingmodesofdielectricbarrierdischarge(DBD)circuitareverycomplex．Basedonthecurrentpar—allelloadresonantDBDtypeozonegeneratorpowersupply，thedischargepowerispresentedwhichcanbeadjustedbyregularizeDCcurrentofpowersupplyandthefundamentalwaveequivalentcircuitpoweredbysinusoidalvoltagesourceisachieved．Theanalysismodelisestablishedwiththefundamentalwaveequivalentcircuit．Comparedwithoth—eranalysismodels．thisanalysismodelhasthecharacteristicsofsimpleandconvenient．Atlasttheexperimentalre—suitsshowparallelloadresonantDBDtypeozonegeneratorpowersupplyhavegoodoutputcharacteristicswhichcanbeadjustedbyregularizedirectcurrentofpowersupplyandhavegoodapplicationvalueinengineeringdesign．Keywords：powersupply；ozoneoperator；dielectricbarrierdischarge；parallelresonantFoundationProject：SuppoaedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51207026)1引言DBD被广泛应用于臭氧合成领域．其工作原理是由交变供电电源给DBD负载施加一定幅值的交变电压．在放电单元内的气隙建立交变强电场。击穿气隙而电离某种气体分子形成低温等离子气体【。臭氧电源主要分为电感与放电单元串联的电压型串联谐振式臭氧电源和电感与放电单元并联的电流型并联谐振式臭氧电源。但DBD负载呈容性。前者存在浪涌电流大、短路保护不易实现等缺点[3-4]。相比于前者，后者不会出现类似现象并具有较强的负载适应能力．因此具有良好的研究价值。在负载特性的分析方法上，主要分为时域分析法f5】和基波分析法[61，其中基波分析法简单、计算精度较高，能快速确定对主回路的分析和设计，因此非常适用于DBD电路。基金项目：国家自然科学基金(51207026)定稿日期：2015—12—12作者简介：蔡航(1990一)，男，湖南益阳人，硕士研究生，研究方向为电力电子技术。52在此研究了直流侧调节电源功率的电流型并联谐振DBD型臭氧发生器的负载特性。提出了简单实用的基波等效模型，同时。采用基波分析法得到了并联谐振臭氧发生器电源的负载特性分析模型，并有效实现了直流调功。与其他一般分析方法相比，该方法在工程设计中能快速便利地分析其调节特性，具有良好的应用价值。2主电路拓扑和负载基波等效模型图1为电流型并联谐振臭氧发生器主电路。Am构}VD6vD图1电流型并联谐振电源电路Fig．1Circuitofcurrent-sourceparallelresonantpo