串聯(lián)諧振模式下塑料薄膜高壓電暈處理負(fù)載特性分析

4 仿真與實驗結(jié)果

由圖5等效電路建立仿真模型，用PSPICE9.2針對某種特定條件進(jìn)行仿真，整個電路的諧振頻率主要由L_p和C_g決定，取其參數(shù)為L_p=38mH（與實驗中測得的變壓器漏感相同），C_g=1.67nF，C_d=500nF，R_g=10kΩ，此時電路的諧振頻率約為20kHz，升壓變壓器模型略去，直接用20kHz，200V方波電源代替，兩個穩(wěn)壓管擊穿電壓設(shè)定為500V。

圖7(a)給出了仿真電壓電流波形，電流波形是畸變的正弦波，電壓從正到負(fù)或負(fù)到正跳變的過程中，電流波形發(fā)生畸變，這是氣隙擊穿后的恒壓源特性造成的，外加電場跳變時，氣隙放電熄滅，重新建立起反向電場。從仿真波形及實驗波形中均可以看到這個波形的畸變。從嚴(yán)格意義上說這已經(jīng)不是處于串聯(lián)諧振狀態(tài)了，諧振電壓達(dá)到一定值后被箝位在氣隙平均放電電壓Vd上，阻止它進(jìn)一步上升。

實驗測得輸出電壓電流波形如圖7(b)，其中電壓為50v/div，電流25A/div。從波形圖可以看出，電路工作在稍偏感性的諧振狀態(tài)，電壓電流波形接近理想。其中電流峰值附近的毛刺是電暈放電所引起的。

(a)仿真波形

(b)實驗波形

圖7 仿真及實驗電壓電流波形

5 結(jié)語

本文在仿真和實驗的基礎(chǔ)之上分析了塑料薄膜表面高壓電暈處理負(fù)載特性及等效電路。氣體在電暈放電過程中呈現(xiàn)恒壓特性。電暈負(fù)載的非線性及多變性也給逆變器的設(shè)計帶來一定困難。利用串聯(lián)諧振達(dá)到輸出高壓及功率要求的電暈處理實現(xiàn)方式，在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。對于負(fù)載特性的分析是合理設(shè)計電暈處理發(fā)生器的基礎(chǔ)。