臭氧被喻为“绿色”消毒产品,在国内外得到广泛使用。近年来,臭氧技能作为环保工业的重要组成部分,遭到越来越多人的注重。相关产品已从饮用水处理体系拓宽到污水处理、空气净化、家庭环境污染防治、医疗保健等范畴。
臭氧发生器供电电源是臭氧发生器的重要组成部分,供电电源的电压、频率和波形是影响臭氧发生器功率的重要因素。发生器的结构、气源和冷却体系确认后,电源体系的性能与质量就成为影响发生器功率的要害。上世纪80年代后,半导体器材的开展使臭氧电源发生质的改变,逆变式电源成为臭氧发生电源的首要方式。在该类电源中,用整流器将工频交流电整流成直流电,经逆变电路转化为单相中高频交变电,再经中高频升压变压器升压至发生器放电所需的电压。与工频供电比较,中频逆变电源具有体系体积小、电源功率高、臭氧产量大、可线性调理规模宽、对电网污染小等长处。
1 体系硬件规划
在臭氧发生器供电电源的规划中,因为可控硅SCR在三相整流时发生的换流压降对输出电压平均值和电压波形都会发生严重影响。因而,在电源主回路的规划中选用大功率二极管整流替代SCR整流,使得整流电路输出的电压脉动很小,然后进步电源的稳定性和功率。
因为电源整流部分选用不可控的二极管进行整流,输出电压的调理就不能经过整流部分进行操控。因而,电源输出电压和频率的调理就只能经过逆变部分进行调理,即经过对逆变触发脉冲的占空比和频率的操控然后到达对电源输出电压和频率的调理,以满意规划要求。下面要点评论怎么进行占空比调理、频率调理和软发动时刻调理。
1.1 占空比调理单元
图l为占空比调理电路。该电路是将调理器输出的电压信号作为压控振动器VCO(Voltage CONtrolled Oscillator)的输入信号,此信号是一个在0~5 V之间改变的直流电压信号,即INPUT信号,因为VCO是一个电流操控振动器,对守时电容C1的充电电流与从引脚9输入的操控电压成正比,使VCO的振动频率正比于该操控电压。当VCO操控电压为0 V时,其输出频率最低;当输入操控电压等于电源电压VDD时,输出频率则线性增大到最高输出频率。VCO振动频率的规模由R1、R2和C1决议。VCO振动频率由CD4046的引脚4直接输出到CPLD处理单元,CPLD内部经过对该脉冲信号的计数来操控逆变触发脉冲的宽度,来调理触发脉冲的占空比。
1.2软发动时刻的调理单元
图2为软发动时刻调理电路。该电路单元是将调理器输出信号作为电压比较器LM339的输入信号,此信号是一个在0~5 V之间改变的直流电压信号(即INPUT信号)。依照规划要求,LM339的引脚6给定电压为1 V,当INPUT信号的电压大于l V时,LM339的引脚l经过上拉电阻输出一个高电平作为发动信号送入CPLD。在CPLD内部经过调理外部的拨段开关操控比较器的输出,然后操控软发动的时刻。
1.3频率调理单元
图 3为频率调理电路。经过调理CD4046外接电位器POTll,操控VCO输出脉冲的频率,依据规划要求,该电路将输出一个改变规模在1~6 kHz之间的脉冲信号PLS,将该信号作为CPLD的输入信号。在CPLD内部经过计数延时和占空比规划要求,终究输出一个频率在400~3 000 Hz之间契合占空比要求的逆变触发信号,并可经过POT11调理该信号的频率。
2 体系软件规划
该体系软件规划是依据体系功用要求而规划的,根据EPM7128的软件程序规划分为:输出脉冲占空比调理、频率调理、软发动时刻调理和过压过流报警。开发体系运用VHDL言语进行模块化编程,这样能够进步程序的移植性,缩短开发周期,下降开发本钱。并且易于保护体系软件,进步可靠性。图4是输出的两路PWM脉冲仿真波形,其间GCLK是一个基准时钟源,CLKl和CLK2分别是经VCO转化的频率调理和占空比调理信号,SET和SOFT分别是2个外接的4位占空比调理和软发动调理拨段开关。
3 结束语
介绍了根据CPLD的臭氧电源操控体系的软硬件规划。数字电路在电源操控体系的使用使得该体系的可靠性增强、功用愈加完善,该操控体系只需调理外接的2个拨段开关就可完成对输出脉冲的占空比调理和对软发动时刻的操控,然后使电源操控更便利和灵敏。经过调试工业现场,该操控体系能彻底满意对中频臭氧电源的操控,并且具有抗干扰能力强、稳定性好等长处,具有广泛的使用远景。