在当前快速发展的经济背景下,环境污染问题已成为影响人们日常生活的重要因素。为了应对这一挑战,新型环境治理技术如介质阻挡放电(DBD)技术应运而生,并在废水处理等应用领域中得到了广泛关注和应用。DBD电源是该技术中不可或缺的组成部分,为了满足等离子体处理废水时对电源的要求,南京工业大学的研究团队设计了一种基于双变压器多电平高压高频交流电源,这篇论文介绍了其设计原理和实验验证。
DBD电源的核心是提供一种高压高频交流电以激发等离子体,从而达到处理废水的效果。为了实现这一目标,研究团队提出了基于双变压器的多电平技术电源设计。该技术通过利用多电平拓扑结构,有效降低了电源输出中的谐波含量,并减少了对滤波电感的需求,从而改善了电源的整体性能。
具体来说,该电源设计采用双变压器原边并联、副边串联的连接方式。这种设计不仅实现了多电平输出,而且减少了所需的开关管数量,这对于缩小电源体积、降低成本具有积极意义。双变压器的使用还能减少单个变压器的尺寸,分担运行功率,同时实现了高压输出与低压输入之间的电气隔离,这为电源提供了更高的安全性和可靠性。
文章指出,传统DBD电源采用工频升压方式存在体积大、效率低以及对电网谐波污染大等问题。因此,现阶段大多数高压高频电源通常采用全桥电路接变压器的方式进行升压。而研究团队提出的这种新型电源结构,相比负载谐振式DBD电源和在变压器原边串接电感进行滤波的全桥电路电源来说,能够有效减少谐波含量,且不必在负载端增加电感,简化了电路参数选择的复杂性。
通过仿真和实验验证,结果表明所提出的双变压器多电平高压高频DBD电源结构是可行的,具有良好的应用前景。其成功设计和实验结果为环境治理领域的技术进步提供了有力的支持,并可能对其他需要高频高压交流电源的应用产生积极影响。
关键词中的“高压”指的是电源输出的电压水平较高,这是DBD技术处理废水所需的必要条件;“高频”强调的是电源的工作频率,对于激发等离子体产生反应是至关重要的;“多电平”则说明了电源采用了先进的控制技术,以达到更平稳、更有效的电能输出;“介质阻挡放电(DBD)”直接指向该电源的具体应用场景。中图分类号TM46标明了该论文所涉及的专业领域,而文献标识码和DOI编号则为该论文提供了学术上的唯一标识,方便追踪和引用。
这篇论文详细阐述了一种新型的双变压器多电平高压高频电源的设计思路、理论基础和实验结果,为环境污染治理中DBD技术的电源设计提供了新的解决方案。其提出的双变压器结构降低了成本,提升了性能,对于环境治理技术的发展具有重要的推动作用。