高压直流电源在材料表面改性中的应用

论文摘要

等离子体处理是一种清洁的干式改性工艺,具有快速、无污染、工艺简单、高效、改性的同时保持母体性质不变等优点,这使得它越具有极大的市场潜力和发展前景。为了使化纤等离子体改性技术实现工业化,近年来,利用常压辉光放电产生低温等离子体及其对纺织品的改性技术成了研究的热点。对于产生等离子体的常压辉光放电装置,其核心部件是功率源。本文应用开关电源技术做成高压直流脉冲电源,具有效率高,重量轻,可升、降压,输出功率大等优点。在主电路中增加一个BUCK变换器用来选择和调整整个电源的输出电压。高频升压变压器的设计巧妙地利用两级串联的方式解决了高低压绝缘的问题。倍加器采用双向倍压的方式,减小了倍压级数,提高了电源的稳定度。整个电源系统以DSP为控制核心,驱动电路采用IR2111/2121系列MOSFET专用驱动器,用于对全桥逆变器和BUCK变换器中开关管的驱动,辅助电路采用单片开关电源,产生稳定的+3.3V、±5V、+15V直流电压用于DSP和驱动器的辅助电源,通过一系列的抗干扰措施,保证了整个电源系统运行可靠。通过该电源对涤纶初步改性效果来对研制工作加以检验。本论文应用常压辉光放电产生低温等离子体对涤纶织物（PET）进行了旨在改善其亲水性和染色性的表面改性研究。考察了放电气氛、放电时间和放电电压对上述性能的影响。涤纶的等离子体处理结果表明,浸润性、临界表面张力和染色深度大大提高,说明该电源下的放电和改性效果良好,对涤纶的表面处理是非常有效的,操作简单,容易实现工业化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 材料表面改性技术
• 1.2 低温等离子体技术及其应用
• 1.3 高压直流电源
• 1.4 论文的选题及主要的研究工作
• 2 等离子体反应装置
• 2.1 气体放电形式
• 2.2 低温等离子体发生装置的建立
• 3 高压直流电源主电路设计
• 3.1 高压直流电源总体设计框图
• 3.2 开关电路的设计
• 3.3 可控逆变器的设计
• 3.4 高频变压器的设计
• 3.5 倍压整流电路的设计
• 3.6 本章小结
• 4 辅助电路设计
• 4.1 控制电路
• 4.2 驱动电路及辅助电源电路设计
• 4.3 抗干扰设计
• 4.4 本章小结
• 5 低温等离子体技术用于化纤织物的表面改性
• 5.1 低温等离子体处理的改性原理
• 5.2 等离子体处理对材料表面的作用过程
• 5.3 等离子体技术在纺织工业中的应用
• 6 化纤织物的表面改性实验及结果分析
• 6.1 化纤织物的改性和性能分析方法
• 6.2 表面改性实验
• 6.3 小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文