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基于空气电离的高压电源的研究与实现

更新时间：2020-03-31 19:08:48 大小：4M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：高压电源 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

现在随着科学技术的发展，高分子材料、微电子技术等新材料和新技术得到了越来越广泛的应用，此时静电所造成的危害也越发严重。然而人们也研究出了多种静电防护的方法，其中离子中和法是一种较常用的方法。这种方法需借助离子风枪、离子风棒等除静电设备产生的离子风来中和静电，而这些设备都需要一个最重要的部件——高压电源，该电源负责提供足够将空气电离的高电压。目前这些电源体积都较大，绝大部分电源都无法和气路一起内嵌于设备中。本文主要研究设计一种用于空气电离的，能够内嵌于离子风枪等除静电设备中的小型高压电源。

  本文采用一种新型的变压器——压电变压器，来代替传统的变压器作为升压电路的核心元件。与传统变压器相比，压电变压器具有结构简单、体积小、重量轻、安全性高，无绕组，无电磁干扰无需电磁屏蔽；效率高，能量密度大，变比高等优点。通过对其工作特性的分析，知道压电变压器只有其输入电压频率为其谐振频率时，才能工作在最佳状态，得到最大变比和较高的效率，而其谐振频率会受到外界因数的影响发生变化，因此要使压电变压器能够稳定的输出，就需要为其设计有效的外围电路，其中包括逆变电路、倍压整流电路、反馈控制电路等。

  本文中反馈控制电路采用了PFM与PWM联合控制的方式，首先使用PFM将输入压电变压器的电压频率调整到与其谐振频率一致，再利用PWM控制输入电压的占空比，从而控制压电变压器的输出电压大小。在控制电路设计时，选择了Atmage64单片机作为电源电路的主控芯片。倍压整流电路方面，本文对其相关原理进行了分析，选择了半波6倍压整流电路作为最后一级升压电路。整个电源电路设计了两个工作组，让这两个工作组交替工作，来实现在输出电极上输出1~60Hz可调的高压交流电。

  最后根据研究的相关理论，设计了电路原理图、PCB板，并制作了用于调试、试的高压电源电路板，利用编程软件设计了一套完整的控制程序。并对电路中的关键控制信号和输出电压进行了调试。从而验证了相关理论的正确性和可行性。

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