[发明专利]静电除尘用脉冲电源电路及其设计方法

权利要求书

1.静电除尘用脉冲电源电路设计方法，其特征在于，该方法针对以下静电除尘用脉冲电源电路，所述脉冲电源电路包括两个耦合电感L_DC、L_PS、谐振电感L、耦合电容C_couple、负载电容C_F、负载电阻R_F、闸管开关及反并二极管SW、两个直流电源V_PS、V_DC；所述脉冲电源电路直流侧直流电源V_DC供电及脉冲侧直流电源V_PS供电，两电源通过耦合电感Ldc、Lps耦合，输出加载在耦合电容C_couple两端，第一耦合电感Lps另一端连接谐振电感L，所述谐振电感L另一端与晶闸管及反并二极管SW正向连接，所述晶闸管及反并二极管SW的另一端与大地相连；第二耦合电感Ldc另一端与负载电容C_F相连，所述负载电容C_F另一端与大地相连，负载电阻R_F与负载电容C_F并联；

所述设计方法包括以下步骤：

1)将脉冲电源电路的工作分为两个过程：脉冲谐振和负载震荡；

2)将脉冲电源电路的耦合电感进行解耦合，形成互感M，脉冲侧漏感L_σ1和直流侧漏感L_σ2；

3)针对特定粉尘进行静电除尘，设定电路中各元器件的参数值；

4)在脉冲谐振阶段，忽略耦合电感，对谐振腔体进行微分方程求解，得到负载电容电压V_Cf、耦合电容电压V_C及谐振电流i₁在脉冲谐振阶段的时间函数，

所述负载电容电压V_Cf、耦合电容电压V_C及谐振电流i₁在脉冲谐振阶段的时间函数，依次为：

其中A1、A2、A3为方程10(R_FC_F)x³+10x²+11ω²(R_FC_F)x+ω²＝0的三个解；

由V_Cf(t)、V_C(t)及i₁(t)求得在脉冲谐振期间，负载电压及负载电流的最值，及耦合电容的电压应力，进而调整谐振角频率ω及选取电路电容及闸管开关及反并二极管SW器件；

5)在负载震荡阶段，将耦合电感考虑负载震荡中，首先针对脉冲谐振阶段，考虑耦合电感建立微分方程组求得各变量在脉冲谐振阶段的终值V_Cf(T)、V_C(T)、i₁(T)及第一耦合电感电流i₂(T)、及第二耦合电感电流i₃(T)。

2.根据权利要求1所述的静电除尘用脉冲电源电路设计方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：

设定负载电容C_F为除尘器腔体的极板间电容为已知、负载电阻R_F也为已知；耦合电容C_couple为负载电容C_F的10倍，即C_couple＝10C_F；直流侧电源V_DC电压为V_DC为已知，脉冲侧电源V_PS电压V_PS为已知，谐振周期T为已知，利用式T＝2π/ω，可以求得谐振角频率ω，由L＝1/ω²C_F，求得谐振电感L的值。

3.根据权利要求1所述的静电除尘用脉冲电源电路设计方法，其特征在于，所述步骤5)进一步包括：

5)在负载震荡阶段，断开谐振电感支路，重新建立微分方程组，将脉冲谐振阶段各变量的终值作为负载震荡阶段的初始值带入求解，并采用拉普拉斯变换可得负载电压算式：

其中L_PS＝L_DC＝L_CP，M＝kL_CP，L_σ1＝L_σ2＝(1-k)L_CP＝L_σ；利用拉普拉斯反变换可以到的负载电压表达式为：

其中：

利用V_Cf(t)作图得到负载电压V_Cf与时间t及耦合电感值L_CP之间的关系曲面，由图根据负载震荡超调的系统设计规范，得到理想的L_CP设计值。