基于DSP控制的电除尘用高频高压开关电源

论文摘要

电除尘器以其除尘效率高、运行和维修费用相对低廉等特点,在减少排放到大气中有害粉尘方面起十分重要的作用,是当前使用较为广泛的一种环保设备。静电除尘电源作为电除尘器的关键设备,研究和设计静电除尘的供电控制系统对提高静电除尘器的除尘效率具有重要意义。首先,本文分析了电除尘器的基本原理及其对供电电源的要求,考虑到高频高压变压器分布电容不可忽略的特点,决定采用IGBT串并联谐振逆变器作为高压大功率开关电源的主电路拓扑结构。并在传统串联谐振逆变器的工作原理分析的基础上,提出了串并联谐振逆变器新的工作模式及其理论分析,并对主电路的谐振过程进行了仿真分析。其次,提出了高频高压变压器的等效电路模型,分析了高频高压变压器设计的难点,给出了控制变压器寄生参数的措施。对非晶态合金材料与传统磁性材料的特性进行了比较分析,并给出了高频高压非晶变压器的设计原则与方法。然后,详细介绍了基于DSP TMS320LF2407的静电除尘电源智能控制系统的硬件及软件设计。该控制系统以DSP TMS320LF2407为控制核心,通过对一次、二次电压电流采样对系统进行PID闭环控制,由DSP的EV事件管理器发出四路PWM数字信号作为驱动波形,代替了传统的模拟控制方案,控制灵活,反应迅速。最后,通过对电源进行实验调试,验证了理论分析与设计的正确性,给出了实验结果及波形。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 静电除尘原理
• 1.2.1 电晕放电
• 1.2.2 静电除尘器的工作原理
• 1.2.3 除尘效率与电气参数的关系
• 1.3 课题研究背景
• 1.4 论文研究的主要内容
• 第二章 电源主电路设计
• 2.1 输入整流滤波电路的设计
• 2.1.1 输入整流滤波电路的结构
• 2.1.2 输入整流滤波电路参数设计
• 2.2 逆变主电路设计
• 2.2.1 主电路工作模式
• 2.2.2 主电路动态过程分析
• 2.2.3 谐振过程的仿真
• 2.3 缓冲电路设计
• 第三章 高频高压变压器
• 3.1 变压器的等效电路模型
• 3.2 变压器设计的难点
• 3.3 磁芯材料
• 3.3.1 高频变压器磁芯材料的要求
• 3.3.2 非晶态磁芯材料的特性
• 3.4 高频高压变压器的设计
• 第四章 电源控制系统的设计
• 4.1 控制系统总体设计
• 4.2 控制系统硬件设计
• 4.2.1 驱动电路
• 4.2.2 过电流保护
• 4.2.3 软启动电路
• 4.2.4 采样电路
• 4.2.5 火花检测电路
• 4.3 控制系统软件设计
• 4.3.1 数字信号处理器（DSP）
• 4.3.2 系统的采样时序
• 4.3.3 系统的软件结构
• 4.3.4 软件需要的算法及其实现
• 4.4 系统抗干扰设计
• 4.4.1 硬件抗干扰设计
• 4.4.2 PCB的抗干扰设计
• 4.4.3 软件抗干扰设计
• 第五章 电源系统试验
• 5.1 参数与器件的选择
• 5.2 电源系统的实验与波形
• 第六章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文