中频介质阻挡型臭氧发生器逆变电源的研究

近年来,臭氧技术己在污水处理、医学、食品、化工生产、空气净化、饮用水杀菌消毒等领域得到广泛应用,并显示出很好的发展前景。然而我国目前工业型臭氧发生器绝大多数为工频高压型,效率低、能耗高、且为开环控制,使得臭氧技术应用的推广受到阻碍。与工频臭氧发生器相比,中、高频臭氧发生器具有结构紧凑、臭氧浓度高和低电耗等优点,是臭氧发生器发展的方向。特别是对于大功率臭氧发生器,中频臭氧发生器系统及其配套电源成为了人们研究的热点。因此,本文针对这个热点,对中频介质阻挡型臭氧发生器系统中的逆变电源进行研究。本文研究的主要工作包括如下4个方面: 1.介质阻挡型臭氧发生器负载特性研究。以工业上常用的大功率介质阻挡型臭氧发生器为研究对象,从介质阻挡放电的物理机理和特点出发,在假定负载外加电压为正弦波和方波的条件下,对臭氧发生器负载特性进行理论分析,这些分析结果为后续高效率臭氧发生器逆变电源的设计和研制提供了重要的理论依据; 2.介质阻挡型臭氧发生器电源的电路拓扑结构研究。对介质阻挡型臭氧发生器电源中两种常用的负载谐振式逆变拓扑进行了对比分析,选择串联谐振式逆变电路作为大功率介质阻挡型臭氧发生器电源的逆变拓扑; 3.介质阻挡型臭氧发生器电源控制方式的研究。对臭氧发生器电源输出功率控制方式进行了比较分析,在相控调功、斩波调功、调频调功和移相PWM调功等控制方式中选择相控调功和频率跟踪容性移相PWM调功作为臭氧发生器电源输出功率控制方式,并通过Matlab/Simulink对采用的控制方式进行仿真验证; 4.臭氧发生器逆变电源的设计和实验。本文给出了电源主电路、控制电路和驱动电路的详细的设计过程,并对开环控制的电源进行了实验研究,验证了电源设计的正确性和可行性。

 臭氧发生器是用于制取臭氧气体（O3）的装置。臭氧易于分解无法储存，需现场制取现场使用（特殊的情况下可进行短时间的储存），所以凡是能用到臭氧的场所均需使用臭氧发生器。臭氧发生器在饮用水，污水，工业氧化，，食品加工和保鲜，医药合成，空间灭菌等领域广泛应用。 臭氧发生器产生的臭氧气体可以直接利用，也可以通过混合装置和液体混合参与反应。