[发明专利]一种自适应调节等离子体脉冲驱动控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种自适应调节等离子体脉冲驱动控制系统及控制方法，涉及脉冲驱动技术领域，在等离子体放电过程中，调整脉冲频率在一定范围内自适应变化以及阶段升压脉冲对放电板进行预加热，使得谐振电路的驱动波形与介质板容抗相匹配，保证产生的高压脉冲波形能稳定驱动介质阻挡放电。高压脉冲自适应调节频率的方法解决了因谐振电路参数不匹配而影响介质阻挡放电的情况；采用阶段升压的脉冲驱动方式，通过回路电流对冷态介质板进行预加热，逐步降低介质板容抗，使输出脉冲电压逐步升高，直至达到最佳值。使得谐振电路的驱动波形与介质板容抗相匹配。

技术领域

本发明涉及脉冲驱动技术领域，特别涉及一种自适应调节等离子体脉冲驱动控制系统及控制方法。

背景技术

近年来，高压脉冲电源被广泛应用于激励介质阻挡放电等离子体。在介质阻挡放电过程中，介质板容抗特性会随着温度、湿度及放电过程发生变化，而介质板容抗特性决定了谐振脉冲驱动电路的输出脉冲波形。为了实现电能的利用效率就需要匹配脉冲电源与介质阻挡放电之间的关系。为了保证脉冲输出波形在介质阻挡放电过程中实时适应驱动，特提供此自适应调节驱动方式。

本发明提供的一种自适应调节等离子体脉冲驱动控制系统及控制方法，采用高压脉冲自适应调节频率和阶段升压的脉冲驱动控制两种方式，解决了因谐振电路参数不匹配而影响介质阻挡放电的情况，逐步降低介质板容抗，使输出脉冲电压逐步升高，直至达到最佳值。使得谐振电路的驱动波形与介质板容抗相匹配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应调节等离子体脉冲驱动控制系统及控制方法，采用高压脉冲自适应调节频率和阶段升压的脉冲驱动控制两种方式，解决了因谐振电路参数不匹配而影响介质阻挡放电的情况，逐步降低介质板容抗，使输出脉冲电压逐步升高，直至达到最佳值。使得谐振电路的驱动波形与介质板容抗相匹配。

本发明提供了一种自适应调节等离子体脉冲驱动控制系统，包括：

高压脉冲发生电路：采用阶梯升压驱动控制模块进行控制，将从电网输入的交流电经过整流再逆变成高压交流电，再整流变成高压直流电；

信号采集电路：实时采样高压脉冲输出端电流信号，并将其转换为电压信号经过降压后输出；

滤波电路：输入采样得到的电压量，滤除干扰信号后输入到MCU控制模块电路中单片机的ADC采样I/O口，进行ADC采样；

MCU控制模块电路：单片机对预设周期内的信号进行ADC采样，并对当前预设周期和下一个预设周期内采样的最大信号进行比较，根据比较结果进行控制震荡频率的调节输出，通过DAC的转换将控制震荡器频率信号RT转换成对应模拟电压量RT1输出，转换的电压信号实时输入到谐振控制电路三极管的基极；

谐振控制电路：采用单片集成PWM控制芯片，该芯片串联连接三极管和电阻，通过调节三极管的基极电压Ub改变三极管集电极上的电流大小，从而改变电阻大小进行控制脉冲频率的修改。

进一步地，单片机通过对比调节所述阶梯升压驱动控制模块的控制参数进行线性响应，使输出电压呈阶段性增长，通过回路电流对冷态介质板进行预加热,使谐振控制电路的驱动波形与介质板容抗相匹配。

进一步地，所述单片集成PWM控制芯片型号为SG3525，所述SG3525生成PWM控制脉冲频率f为：

其中，C_T为SG3525的5号引脚上连接的电容值；R_T为6号引脚上连接的电阻值；R_D为5号引脚和7号引脚之间的连接电阻值。

进一步地，所述MCU控制模块电路通过对比得到预设周期内ADC采样信号的最大值并存入数组，再进行下一预设周期内采样得到的最大值，通过相应的数据处理去除波峰波谷，并将这两个最大值进行比较；