串聯諧振模式下塑料薄膜高壓電暈處理負載特性分析

4 仿真與實驗結果

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，兩個穩壓管擊穿電壓設定為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，電壓從正到負或負到正跳變的過程中，電流波形發生畸變，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。從嚴格意義上說這已經不是處于串聯諧振狀態了，諧振電壓達到一定值后被箝位在氣隙平均放電電壓Vd上，阻止它進一步上升。

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，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 結語

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