我的果果超可爱

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【2019毕业设计】脉冲功率电源设计

本帖最后由 我的果果超可爱 于 2019-6-5 18:39 编辑

【背景介绍】脉冲功率技术是将高密度的能量通过电路在极短的时间内进行快速的释放给负载的一种技术。其发展是基于材料改性实验、医学影像X光造影和制造等离子体等需求上,在20世纪60年代初,英国原子武器研究中心的J.C.马丁带领团队将Marx电路与传输线技术结合,产生了纳秒级大功率脉冲,用来激发负载产生X射线,使得医疗造影行业有了较大程度的发展。同时,现阶段的很多研究都集中于利用脉冲功率制造常温等离子体,并用其来进行表面处理、细胞改性、杀菌等应用。

【毕设简介】主要内容为设计制作脉冲功率电源水处理放电试验,电压参数:0-40kv,方波脉冲脉冲宽度:100ns-50us,脉冲前沿和后沿均控制在100ns以内,脉冲重复频率分为两种模式,常规输出1kHz,突发模式需要输出100kHz多个脉冲。其整体脉冲源的功率在1000w左右。同时利用设计好的电源对于罗丹明溶液进行等离子体放电处理,通过不同参数对比处理效果。
【主要工作】
  • 首先介绍了传统Marx电路的工作原理和特点,对于不同拓扑结构的理论分析,提出窄脉宽的影响因素并加以实验。研制了两台正极性高压脉冲源和一台负极性高压脉冲源
  • 着重分析了获取窄脉冲的关键因素和难点问题,利用仿真软件对于单个隔离驱动电路进行仿真,并进行试验比对,对如何改进驱动信号和电路进行了归纳总结。
  • 开展了对于空气和罗丹明溶液处理的应用性试验的研究。利用前文调试好的脉冲源对于,自主设计制作的针板型放电装置进行激发,以罗丹明B溶液为样本,进行脱色对比试验,分析了脉冲电压和脉宽对与处理脱色程度的影响。
【原理简述】Marx电路的拓扑结构如下图所示。蓝色回路给每级电容充电,红色回路每级电容串联起来对负载放电,紫色回路是该种拓扑的脉冲截尾回路。
pic1.PNG
【试验数据】下述一些脉冲输出波形图。40kv高压脉冲波形图:

40kv1kHz脉冲输出波形图:

突发模式20个脉冲突发频率为100kHz,来不及充电,所以有电压跌落,处理了很久也没有解决。可能是这种结构所限制吧。可以说这个也算是整个毕设中的一个遗憾吧。

400ns脉宽20kv脉冲输出试验
20kv&20A&400ns波形图.png
方波脉冲释放用于罗丹明溶液处理试验,不同波形参数图。
不同脉宽.png 不同电压.png
罗丹明溶液采样颜色对比图
不同电压2.jpg
电路的实物图:
QQ图片20180804144648.jpg QQ图片20180804144730.jpg
很多原理包括仿真试验都没有放出来,主要是做的太丑了。这些东西给大家分享下,希望大家多多指导哟~~~













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chengchet

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chengchet 2019-6-6 08:57:15 显示全部楼层
你这个应该做的能量比较小吧?

chengchet

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chengchet 2019-6-6 09:30:14 显示全部楼层
你这个是用marx的原理 实现的吗?

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我的果果超可爱

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chengchet 发表于 2019-6-6 08:57
你这个应该做的能量比较小吧?

实验室级,总功率也就是千瓦的,还是很大的无功功率,也就能驱动个DBD放放电。100kv撑死了。请多指教哈

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chengchet 发表于 2019-6-6 09:30
你这个是用marx的原理 实现的吗?

是的 是marx的拓扑比较简单,也有叠加器和叠加开关的方案。其实我喜欢特斯拉。

我的果果超可爱

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果果那是真滴真滴真滴可爱到爆。嘤嘤嘤~~~
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