毕业设计（论文）--低温等离子体消毒灭菌设备的电源设计.doc

2012届毕业设计任务书 一、课题名称：低温等离子体消毒灭菌设备的电源设计 二、指导老师：林波 三、设计内容与要求 1、课题概述 关于低温等离子体的消毒灭菌机理, 迄今为止人们还不能够给出比较圆满的答案。大多数气体都能够放电形成等离子体。而利用混合气体激发等离子体, 其消毒灭菌效果往往比单一中性气体好。 低温等离子体消毒灭菌技术的关键之一是其高压高频电源。 对高压高频电源的最重要的要求是体积小，重量轻，易于控制和高可靠性。传统的高压电源因其体积和重量都比较大，且可靠性较低，不能满足各种实际应用场合的要求。随着电力电子技术的发展，采用正弦波脉冲宽度（SPWM）调制的高压逆变电源可以达到上述要求，从而能较好地提高低温等离子体消毒灭菌技术的系统水平。 本课题就是设计一个SPWM调制的高压逆变电源，应用于低温等离子体消毒灭菌设备。 2、设计内容与要求 1）设计内容 简单说明各种低温灭菌方法的优缺点，阐述等离子体低温灭菌的突出优越性，然后稍加展开说明离子体低温消毒灭菌的原理； 阐述等离子体的物理效应和应用； 简单论述系统构成； 简单论述低温等离子体消毒灭菌系统对高压高频电源的要求； 分析高压高频电源的系统组成，进行系统论证、主要电路模块的功能论证； 对高压高频电源的系统进行系统技术指标设计，对各部分电路进行设计计算。 设计并说明对高压高频电源的系统及各部分电路进行调试的方法和步骤； 指明高压高频电源可能存在的问题，说明解决的方法与途径。 *（要求学生学习过电力电子技术） 2）设计要点： 本设计是基于SPWM脉宽调制技术的全桥高频逆变电路的一整套高压高频电源。 指标要求顺序：可靠、高精度、体积小、重量轻、简单、经济、低成本、低能耗、低电磁污染。 3）系统组态： 服务对象——等离子体发生器； 市电整流和滤波电路，获得需要的直流电源； 直流斩波电路，获得可调的从0伏开始的直流电源； 基于SPWM脉宽调制技术的全桥高频逆变电路和低通滤波器，获得频率可变的高频电压。其中正弦波发生器的设计可以选用成熟电路（几片集成电路组合设计）或自行设计电路。SPWM控制电路可以自行设计或选用国外的专用芯片（例如LM4651）进行设计； 高频升压变压器，获得高频高压的正弦电压。 4）系统主要技术指标：输出电压幅度变化范围：；输出电压频率变化范围：；系统正常工作环境温度范围：-10℃—40℃；市电电源供电。 四、设计参考书与期刊杂志： 1）《等离子体技术及应用》 赵青等编著 2）《电力电子技术》 王兆安，黄俊主编 3）《电子技术》 康华光主编 4）《传感器与自动检测技术》 余成波，胡新宇，赵勇主编 5）《电工手册》 6）《电子元件手册》 7）《物理学报》 8）《自动控制技术》 杨公源主编 五、设计说明书要求 封面 目录 内容摘要(200~400字左右，中英文) 引言 正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点） 结束语 附录(参考文献、图纸、材料清单等) 六、毕业设计进程安排 第1~2周：方案设计讨论，教师辅导； 第3 周：分系统方案论证、设计初稿； 第4~5周：分系统方案设计初稿； 第6周：第一次检查，讨论并改写文稿； 第7周：第二次检查，完善文稿辅导答辩； 第8周：设计书成绩评定、答辩。 七、毕业设计答辩及论文要求 1、毕业设计答辩要求 答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。 学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。 答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。 2、毕业设计论文要求 文字要求:说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。 图纸要求:按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。 曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。  摘要 针对传统的消毒装置存在的缺陷和目前技术的发展，本文利用介质阻挡放电产生等离子体原理，研制一种等离子消毒电源SPWM脉宽调制技术，利用LM4651驱动器的PWM控制能力的全桥高频逆变电路，获得频率可调的高频电压，从而能较好地提高低温等离子体消毒灭菌技术的系统水平。这种新的消毒电源的研究方法，使电源装置具有体积小、效率高、可靠性好等优点，使得等离子体杀菌灭度具有更为普遍的意义。 关键词：介质阻挡放电；等离子体；SPWM脉宽调制；LM4651；高频逆变