本文關(guān)鍵詞：高壓脈沖殺菌電源關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：隨著人們生活水平的提高,其對食品的安全以及營養(yǎng)的要求變得越來越高。傳統(tǒng)的熱處理殺菌法對食品的營養(yǎng)價值以及口感風(fēng)味等均產(chǎn)生一定的副作用,因而近年來非熱處理殺菌正得到人們越來越多的關(guān)注。非熱處理殺菌中的高壓脈沖電場(Pulsed Electric Field,PEF)殺菌是一種新的冷殺菌技術(shù)。其具有良好的殺菌效果且殺菌處理時間短、能耗低以及溫升小等特點,從而使高壓脈沖電場殺菌技術(shù)成為一項值得研究和推廣的食品殺菌技術(shù)。高壓脈沖殺菌電源主要由充電電路、放電電路以及控制電路三部分構(gòu)成。本文對高壓脈沖殺菌電源中的快速充電、高壓殺菌脈沖形成以及納秒級高壓觸發(fā)脈沖形成等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究。設(shè)計了諧振充電電路、殺菌脈沖形成網(wǎng)絡(luò)以及納秒級高壓觸發(fā)脈沖形成電路。本文提出采用充電管諧振充電的方式對脈沖形成網(wǎng)絡(luò)(Pulse Forming Network,PFN)充電到預(yù)定電壓值,然后通過控制氫閘流管的導(dǎo)通使脈沖形成網(wǎng)絡(luò)對負(fù)載放電,從而在負(fù)載上獲得相應(yīng)的輸出脈沖,實現(xiàn)了電壓波形和頻率的改變。本文對主電路的設(shè)計方法以及參數(shù)計算進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,并通過Pspice仿真驗證設(shè)計以及參數(shù)計算的合理性。為了縮短氫閘流管的點火時間,形成滿足要求的高壓殺菌脈沖前沿,應(yīng)盡量提高氫閘流管柵極觸發(fā)脈沖前沿速率。本文從金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)選型、電路布局、儲能電容的選擇等方面來對氫閘流管觸發(fā)電路進(jìn)行研究設(shè)計,分析各器件及寄生參數(shù)對其輸出脈沖前沿速率的影響。針對線型脈沖調(diào)制器輸出脈沖寬度難以大范圍連續(xù)調(diào)節(jié)的劣勢,本文采用在脈沖形成網(wǎng)絡(luò)的始端和終端各連接一個氫閘流管,其中脈沖形成網(wǎng)絡(luò)始端所接開關(guān)為電路主開關(guān)VE1,終端所接開關(guān)VE2調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度。通過調(diào)節(jié)脈沖形成網(wǎng)絡(luò)終端所接開關(guān)VE2相對于主開關(guān)VE1的觸發(fā)延時來實現(xiàn)最終輸出脈沖寬度的變化,由此引起的線型脈沖調(diào)制器的負(fù)失配狀態(tài)由反峰電路解決。實驗和仿真結(jié)果表明,可得到脈沖寬度1μs-2μs可調(diào)、頻率500Hz-1000Hz可調(diào)、脈沖前沿小于200ns的高壓脈沖,滿足高壓殺菌的要求。
【關(guān)鍵詞】：高壓脈沖電場 線型脈沖調(diào)制器 脈沖形成網(wǎng)絡(luò) 氫閘流管Pspice仿真
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN86
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 本論文研究工作背景與意義10-11
• 1.1.1 熱殺菌技術(shù)10
• 1.1.2 非熱殺菌技術(shù)10-11
• 1.2 高壓脈沖電場殺菌介紹11-13
• 1.2.1 高壓脈沖電場殺菌技術(shù)的發(fā)展及其機(jī)理研究11
• 1.2.2 PEF殺菌裝置11-12
• 1.2.3 PEF殺菌技術(shù)推廣亟待解決的問題12-13
• 1.3 高壓脈沖發(fā)生器研究13-20
• 1.3.1 國外研究進(jìn)展13-16
• 1.3.2 國內(nèi)高壓脈沖發(fā)生器的研究進(jìn)展16-17
• 1.3.3 PEF殺菌系統(tǒng)中高壓脈沖發(fā)生器設(shè)計要點17-20
• 1.4 研究目標(biāo)與研究內(nèi)容20
• 1.5 本論文的結(jié)構(gòu)安排20-22
• 第二章 高壓脈沖殺菌電源總體設(shè)計方案22-26
• 2.1 整體設(shè)計原則22
• 2.2 高壓脈沖殺菌電源總體結(jié)構(gòu)22-23
• 2.3 高壓脈沖殺菌電源各部分功能23-24
• 2.3.1 高壓脈沖殺菌電源主電路23-24
• 2.3.2 高壓脈沖殺菌電源控制單元24
• 2.4 高壓脈沖殺菌電源仿真驗證24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 第三章 高壓脈沖殺菌電源主電路的設(shè)計26-42
• 3.1 充電電路設(shè)計26-35
• 3.1.1 高壓直流電源U028
• 3.1.2 脈沖形成網(wǎng)絡(luò)充電電壓以及充電回路電流28-29
• 3.1.3 脈沖形成網(wǎng)絡(luò)PFN29-31
• 3.1.4 充電電感LC31-32
• 3.1.5 開關(guān)管及充電管的選擇32-35
• 3.1.6 反尖峰網(wǎng)絡(luò)L1R1和臨界阻尼網(wǎng)絡(luò)RcCc的設(shè)計35
• 3.2 放電回路設(shè)計35-40
• 3.2.1 放電過程36-38
• 3.2.2 輸出脈沖寬度調(diào)節(jié)38-39
• 3.2.3 反峰電路設(shè)計39-40
• 3.3 本章小結(jié)40-42
• 第四章 高壓脈沖殺菌電源控制電路的研究與設(shè)計42-54
• 4.1 PWM控制電路42-45
• 4.2 PWM信號放大電路及驅(qū)動電路45-47
• 4.3 氫閘流管觸發(fā)電路47-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 高壓脈沖殺菌電源仿真分析與部分實驗結(jié)果54-66
• 5.1 高壓脈沖殺菌電源仿真分析54-63
• 5.1.1 反尖峰網(wǎng)絡(luò)對充電電路影響的仿真分析55-57
• 5.1.2 脈沖形成網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對輸出脈沖影響的仿真分析57-59
• 5.1.3 反峰電路對電路影響的仿真分析59-60
• 5.1.4 輸出脈寬調(diào)節(jié)仿真分析60-61
• 5.1.5 輸出脈沖幅值仿真分析61-63
• 5.2 實驗結(jié)果63-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 本文總結(jié)66
• 6.2 主要創(chuàng)新點66-67
• 6.3 本文存在的不足67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 攻讀碩士期間取得的科研成果75-76

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1 黃河;魯昀;張建強(qiáng);陳丹亞;;一種基于復(fù)諧振技術(shù)的高壓脈沖形成電路[J];移動電源與車輛;2013年01期

2 王維政;;一個特種高壓脈沖測量方法的探討[J];哈爾濱電工學(xué)院學(xué)報;1986年02期

3 B Racz;丁誠;;電阻式快速高壓脈沖分壓器[J];現(xiàn)代計量測試;1993年01期

4 陳燦;周天佑;溫志開;;高壓脈沖串聯(lián)模塊的驅(qū)動電路[J];電氣開關(guān);2010年02期

5 熊蘭;楊子康;袁超;席朝輝;何為;葉曉杰;;高壓脈沖循環(huán)冷卻水滅菌系統(tǒng)的研制與實驗研究[J];高電壓技術(shù);2010年04期

6 侯青波;何樂生;余鵬飛;;可調(diào)高壓脈沖信號設(shè)計[J];電子測量技術(shù);2013年02期

7 樓濱橋,丁富榮,薛志華,王雪梅,沈定予;一個用于加速器時間分辨分析系統(tǒng)的納秒高壓脈沖裝置[J];核電子學(xué)與探測技術(shù);2002年02期

8 楊世東,史富麗,馬軍,劉凡清;水中高壓脈沖放電機(jī)理與效能[J];工業(yè)水處理;2005年08期

9 馬玉梅,于險波 ,張玉安;單片機(jī)控制高壓脈沖電網(wǎng)報警系統(tǒng)[J];電腦學(xué)習(xí);2004年01期

10 王忠誠;林忠杰;梁明霄;徐楷人;張蕾;;新型船用防海盜高壓脈沖電網(wǎng)的研究[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2013年08期

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1 熊蘭;楊子康;袁超;席朝輝;何為;葉曉杰;;高壓脈沖循環(huán)冷卻水滅菌系統(tǒng)的研制與實驗研究[A];重慶市電機(jī)工程學(xué)會2010年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

2 李璽欽;鄧云華;李巨;曹寧翔;黃斌;;新型程控高壓脈沖系統(tǒng)的研制[A];四川省電子學(xué)會高能電子學(xué)專業(yè)委員會第四屆學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

3 朱宗濤;鞏春志;汪志鍵;楊士勤;田修波;;等離子浸沒離子注入陡脈沖前后沿高壓脈沖電源技術(shù)[A];2010全國荷電粒子源、粒子束學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

4 謝敏;;產(chǎn)生重復(fù)頻率編碼序列高壓脈沖的設(shè)想[A];四川省電子學(xué)會高能電子學(xué)專業(yè)委員會第四屆學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

5 李洋;吳云峰;張吙文;余臣;;基于XC164CS的高壓脈沖測試系統(tǒng)[A];第十九屆測控、計量、儀器儀表學(xué)術(shù)年會(MCMI'2009)論文集[C];2009年

6 石小燕;梁勤金;馮仕云;;一種產(chǎn)生高壓納秒脈沖的Marx電路[A];四川省電子學(xué)會高能電子學(xué)專業(yè)委員會第四屆學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

7 吳慶;吳意躍;;一種高壓脈沖電除塵電源[A];第十二屆中國電除塵學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

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1 夏濤;高壓脈沖殺菌電源關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

2 信延彬;高壓脈沖液相放電制氫研究[D];大連海事大學(xué);2015年

3 鄭家波;高壓脈沖滅菌效應(yīng)的理論與實驗研究[D];重慶大學(xué);2012年

4 楊子康;工業(yè)循環(huán)冷卻水的高壓脈沖滅菌研究[D];重慶大學(xué);2011年

5 楊新樺;高壓脈沖電暈等離子體凈化發(fā)動機(jī)尾氣主要有害氣體的研究[D];重慶大學(xué);2002年

6 朱煌慶;高壓脈沖試驗系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2015年

7 羅廷芳;基于LCC串并聯(lián)諧振充電的高壓脈沖電源設(shè)計[D];湖南大學(xué);2010年

8 李成祖;基于MOSFET串聯(lián)的高頻高壓脈沖方波源的研制[D];華中科技大學(xué);2013年

9 袁燕飛;冷分子靜電導(dǎo)引與光電控制技術(shù)的研究[D];華東師范大學(xué);2009年

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本文編號：975366