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0 引言 由于臭氧發(fā)生片負載性質(zhì)呈電容性，雙高變壓器的高壓線(xiàn)圈呈電感性，連接在一起構成諧振回路，諧振回路都有自己固有的諧振頻率，只有在固有的諧振頻率下臭氧發(fā)生片才能獲得最大的能量。另高壓線(xiàn)圈存在分布電容，該電容一方面與負載的固有電容并聯(lián)，增大諧振回路的電容量，同時(shí)又要消耗電路一部分能量。并且該回路交變電流產(chǎn)生的電磁場(chǎng)又要耦合到雙高變壓器的初級，影響功率開(kāi)關(guān)管的工作狀況。為能達到臭氧發(fā)生片的技術(shù)要求，可以借鑒開(kāi)關(guān)電源的部分資料和電路基本原理來(lái)進(jìn)行高頻高壓電源的設計。運用優(yōu)異的脈寬調制器采用結構均流技術(shù)，并配以各種完善的保護功能，使得高頻開(kāi)關(guān)電源可靠性問(wèn)題得到了圓滿(mǎn)解決。滿(mǎn)足低紋波要求，且體積小，重量輕，節能環(huán)保。 1 臭氧發(fā)生片的技術(shù)指標 沿面陶瓷放電臭氧片的技術(shù)指標如下：型號FCY－3500，電容量120土20pF，耐壓>7kV，產(chǎn)03率3500mg／h，工作頻率20～30kHz，電源功率45 W。 根據負載要求，擬定高頻高壓電源的技術(shù)指標如下：輸出功率(3500mg／h)≥60W，輸出高壓Up-p≥7．5kV，工作頻率≥20kHz，供電電壓DC24V±2V。 2 高頻高壓電源的工作原理 為使電源能夠帶動(dòng)功率45W沿面陶瓷放電臭氧片，所以開(kāi)發(fā)的雙高電源定義在中小功率的范圍內，選用單管他激式電路，該電路較簡(jiǎn)單，調試方便。但開(kāi)關(guān)功率管要承受比其它電路更高的反向擊穿電壓(BVce0)。其原理框圖如圖1所示。 其工作原理如下：開(kāi)關(guān)功率電路采用他激式單管脈沖功率放大電路，可為臭氧發(fā)生片提供足夠大的高頻、高壓脈沖電流，使臭氧發(fā)生片產(chǎn)生足夠的電暈。開(kāi)關(guān)功率器件選用VMOS管。雙高變壓器視它為一個(gè)設在能源與負載問(wèn)的一個(gè)適配器；它不但要傳送功率電路的能量到負載，而且它的性能(如分布電容、漏感等)又要制約功率電路的工作情況。為解決這一電路制作的難點(diǎn)。驅動(dòng)電路使用CMOS與門(mén)集成電路，利用與門(mén)的特性，我們可以方便地控制VMOS管的工作狀態(tài)。關(guān)于控制接口電路，當控制電平為低電平，驅動(dòng)電路的輸出電平也為零，功率電路工作在截止狀態(tài)，為了防止誤觸發(fā)，在控制電路接口中還應設置防誤觸發(fā)電路，以保護電路準確工作，避免大功率器件因瞬間高頻干擾而損壞。并且在電路中采用了過(guò)流自保護電阻，來(lái)保證電路的安全工作。 3 高頻高壓變壓器的設計和制作工藝 1)高頻高壓變壓器的設計 為使雙高變壓器滿(mǎn)足擬定的技術(shù)指標，通過(guò)對變壓器初級繞組、磁芯截面積、繞組導線(xiàn)截面積的計算得出雙高變壓器的制作參數 變壓器初級匝數： 磁芯截面積： 式中Se：磁芯窗口面積，Po：臭氧發(fā)生片功率×1．3，Sc：磁芯截面面積(cm2)，U：直流供電電源電壓(V)，Bm：是磁性材料的飽和磁通密度，其值一般800～2 000，f:振蕩電路輸出頻率(Hz) 繞組線(xiàn)徑： 式中：Id：流過(guò)變壓器線(xiàn)圈電流有效值，j：為電流密度(2～3A／mm2) 關(guān)于繞組線(xiàn)徑，這里只是概算，由于高頻電流的趨膚效應，使高頻電流只在導線(xiàn)的表面流動(dòng)，因此，在公式中計算出的線(xiàn)徑，適當加大一點(diǎn)，以線(xiàn)圈骨架能裝下為止。通過(guò)理論計算和實(shí)驗確定雙高變壓器參數如下：規格為DC24V3500，鐵氧體磁芯采用E128，初級匝數20圈，次級匝數1300圈，骨架結構6 槽。 2)高頻高壓變壓器制作 變壓器骨架為了減少分布電容，變壓器骨架線(xiàn)圈繞組加工6槽，變壓器高壓線(xiàn)圈也采用分槽繞線(xiàn)。槽繞線(xiàn)圈約200圈。 為解決雙高變壓器層間絕緣，中小型高壓變壓器一般都采用真空浸漆、環(huán)氧樹(shù)脂封裝，但此種工藝小批量不好加工，且價(jià)格昂貴。因此采用了較為成熟的高壓變壓器浸泡在絕緣油中的方法，來(lái)解決變壓器的絕緣處理。絕緣的設計關(guān)鍵在于容器，要求容器能夠在不斷的運動(dòng)、巔簸中，油不漏不溢，能耐180℃的溫度、散熱性能良好，變壓器有近萬(wàn)伏的高壓輸出，因此要求容器耐高壓電。為了滿(mǎn)足變壓器制作要求，變壓器容器的外殼采用0．2厚不銹鋼鐵皮，外殼的上蓋是一塊印制板，并在此印制扳上制作了緩沖電路、變壓器引出頭等，四周預留敷銅框，該銅框與外殼 |
