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摘要:本文设计的基于单片机的高压脉冲发生器,可用来产生脉冲宽度、脉冲个数、脉冲电压强度均可调节的高压脉冲电
: k e* C( n, f' b场。文中给出了其主电路及控制电路各部分的电路结构。" J3 t9 `2 l5 Z- L' S3 r+ Q
关键词:高压脉冲发生器;单片机; IGBT
4 e* @! V8 K. @; _" X- y, a近年来,随着社会经济的发展,人们物质文化需求的日益2 g: H3 q" n; s9 N7 t
增长,食品安全提到了越来越重要的地位,同时人们对方便、营/ d. N& {. ^5 a
养和保健食品提出了越来越高的要求,许多传统的食品加工方
! F* D |2 Q' F6 m法受到了新兴技术有力的挑战。就食品灭菌领域而言,传统的
; Z/ h3 j/ W- J1 w灭菌方法为热灭菌。众所周知,热处理对食品的营养、风味和色. G) E! ^3 x0 u! n
泽等外观品质方面有较大损害,还会造成加工过程中的一些问8 n v: e4 ~# n! W# ^, B2 t
题。因此,寻求低温高效实用的灭菌方法成为广大相关企业的
; E6 C* q$ e( K/ z( P# B. c共同心声。因而非热处理正得到人们越来越广泛的关注,非热
" a, e" X$ _$ O" N( Z处理包括添加防腐剂抑制微生物、离心分离去除微生物、辐射
8 ?1 @/ s1 E( g `$ r处理杀灭微生物等。
/ x4 B4 D2 {' B. ~! d高压脉冲电场杀菌是一种全新的非热处理杀菌方法,它是) w/ N) g9 R6 t! ?! h W! R) Z
利用高强度脉冲电场对食品中的微生物进行杀灭的一种技术,
" x) I. K2 q Q# s# b有杀菌时间短、效率高、能耗少等特点。本文所设计的高压脉冲/ j# F: s; l% a- h" E1 F' Y8 f$ S' l
发生器能满足食品处理中大功率、高性能稳定性、高效率的要
, h) Y/ Y/ w( h* e% L& E8 T求,可以在食品处理以及相关领域中得到广泛的应用。 V! l" ~; C0 F3 k
1高压脉冲发生器系统的硬件结构
" p5 ^) j3 }8 c! K9 l, v基于单片机的高压脉冲发生器系统硬件结构是整个高压4 [: K+ [ h9 n
脉冲电场灭菌系统的核心部分。其主要由主电路和控制电路两
+ S0 w: T3 c$ j. \大部分组成。在系统中,主电路主要用来产生高强度的脉冲电
- q( t0 _( T$ v+ Y压,控制电路主要用来控制其输出脉冲的各种参数。高频高压. E+ w% @+ z* h, Z" l
脉冲发生器的结构如图1所示。6 e: I @9 u0 R
整个电路由主电路和控制电路组成。在主电路中,交流电
6 a2 g9 O8 l0 E220V经过线性滤波器.桥式整流后变成300V左右的直流电,9 L* J: m- w& ]9 R1 n8 M" k
ICBT组成的全桥变换电路在触发脉冲的作用下交替导通,将其& B+ b/ R! S; W' X3 H2 N& |
频率升高到20kHz左右,变成交变的脉冲电压,再经高频脉冲变7 w& f/ o7 I" w- c
压器升压,最后输出高频的脉冲高压,最大幅值可达35KV。
5 g* T* p* {1 M! x% `) H控制电路由PWM脉宽产生电路、IGBT驱动电路以及保护, ~! N$ W( w$ s4 [9 l6 _7 N
电路组成。PWM电路输出二组彼此绝缘,相位差180° ,并有一
4 Y8 {: g# H; G/ s; ]+ B定死区的脉冲,以驱动电路放大后,去控制1CBT大功率通断。$ o1 ~3 ` v+ J( j4 e2 b" }0 D
为了保护电器元件的稳定工作.分别采用过电流、过电压保护。
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$ p$ U6 ?& r; e+ U9 D& |* ?( i经检测电路反馈的电压信号与基准信号相比较、放大,由单片
, s9 ]5 c0 C/ d: W% I- b( W/ C7 G7 }, B机来控制电路脉冲宽度,调整开关晶体管的占空比来实现调
/ Z1 i3 L# K' Y; z压。同时经过流过压保护电路对电源及负载进行保护。: a( i6 K8 ^( m0 V0 p' M
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. a9 I* {- e. y. d) i附件下载:
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