专利名称：：计算机控制大功率窄脉冲系统的制作方法
技术领域：
：计算机控制大功率窄脉冲系统，属于生物工程高新科学
技术领域：
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背景技术：
：在生物工程
技术领域：
中，食品灭菌通常采用加热和药物的技术和方法，不可避免的破坏食品的营养和维生素，很难保持食品的原生颜色和味道，加热灭菌消耗能源大；药物灭菌，食品中残留药物成份，都不理想。发明目的是提供一种计算机控制大功率窄脉冲系统，对食品灭菌，可迅速杀灭食品(如饮料、奶类、果泥、液蛋糕等)中的腐败菌和病原体，不破坏食品的营养和维生素，保持食品的原生颜色和味道，用该系统刺激水果与蔬菜，使细胞核破裂，多出果汁和菜汁，保持营养和维生素，增加口感。用计算机控制大功率窄脉冲系统对食品灭菌，在常温下进行，节省能源90%左右，高效节能，具有其它灭菌方法不具备的优越性，是食品灭菌的重大突破和改革。计算机控制大功率窄脉冲系统，可取代传统的灭菌技术装备，是生物工程领域的高新科学技术系统。在食品业应用中前景广阔，如饮料业、奶业、酒业和其它食品业广泛应用，具有重大的经济和社会效益。
发明内容技术方案如系统方框图l，由0为3相隔离变压器，l与2晶闸管变流电源装置，3与4滤波装置，5大功率窄脉冲逆变子系统，6脉冲功率驱动装置，7计算机数字控制子系统，8高频高压变压装置，9电场装置组成。晶闸管变流电源装置包括整流恒流恒压控制晶闸管模块与散热器；滤波装置包括电容器与电抗器；大功率窄脉冲逆变子系统包括绝缘栅双极型晶体管IGBT模块与整体热管散热器，IGBT模块，(内部集成反并联二极管)，为自关断电压型元件，具有功率大、速度快、无二次击穿现象，安全工作区宽，IGBT模块与散热器安装简便等优点。整体热管散热器用特殊结构铜质热管，铝质散热片，用水做媒质，不污环境，管内抽真空，媒质经过蒸发、冷凝，热量以声速自热端至冷端散出，具有散热效率高，体积小，重量轻等优点。脉冲功率驱动装置包括IGBT驱动模块与15V直流稳压器；计算机控制子系统包括计算机硬件与软件，计算机控制子系统特征高速计算机，接口硬件和系统软件及独创应用软件(算法与程序)，并且将应用软件固化在计算机中，使计算机控制子系统抗干扰，工作可靠，具有高速信号处理和数字控制能力；高频高压变压装置包括非晶铁芯与原付边绕组，高频高压变压装置特征是用非晶体磁性材料制造环型铁芯，优点功率大、损耗小、导磁率高、温度稳定等，用聚酰亚酸绝缘材料制造层间绝缘，具有绝缘膜薄，绝缘强度高，耐高温等优点。用多股高强度漆包线制造原边和付边绕组，用油浸结构，新技术与新工艺，创造而成。具有高压、高频、大功率、窄脉冲特点。电场装置包括电极与绝缘构件。附图l:系统方柜附图2:实施例l系统原理附图3:实施例2系统原理该系统特征是在大功率窄脉冲逆变子系统中，如图2，由8只功率开关元件IGBTV,V4,VZV/构成。上逆变桥的一半桥臂Vi与V3连接，连接点为A结点，另一半桥臂V2与V4连接，连接点为B结点，将Vi与V2的集电极连接，并且联结到d电解电容器的正极，d与L构成滤波装置，L的另一端与晶闸管变流电源装置仏的正极连接，将V3与V4的发射极连接，并且联结到C1的负极，与晶闸管变流电源装置U1的负极联结。将下逆变桥一半桥臂V/与V/连接，连接点为C结点，另一半桥臂V/与V连接，连接点为D结点，将VZ与V的集电极连接，并且联结到G电解电容器的正极，C2与L2构成滤波装置，U的另一端与晶体闸管变流电源装置U2的正极连接，将V/与VZ的发射极连接，并且联结到C2的负极，与晶闸管变流电源装置U2的负极联结，再将B结点与C结点联结，将A结点与高频高压变压装置T。的原边一端连接，将D点与高频高压变压装置原边的另一端连接，T。的付边一端与电场装置U。的一电极连接，T。的付边另一端与电场装置U。的另一电极连接，并且接地。其优点①逆变输出电压高；②2独立电源，电平多、谐波少、噪音低；③功率开关元件在基频率下开通关断，开关损耗低，效率高，可使用较低电压和频率的功率开关元件，经济实用；④可使用软开关技术，不需要吸收回路及其元器件，电路简单；⑤不存在电容电压平衡问题；(D不需要钳位二极管和跨接电容器，因其特点，IGBT可集成化，减小杂散电感与杂散电容等对窄脉冲有影响的参数。工作原理计算机按照应用软件产生窄脉冲，并且控制脉冲参数，经脉冲功率驱动装置，通过光纤传输，控制8只功率开关元件IGBT开通与关断，8只IGBT开通与关断状态如表所列<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>计算机按照应用软件cs，给定数据与参数和传感器检测反馈的信号，经脉冲功率驱动装置ic，控制大功率窄脉冲逆变子系统u，并且控制晶闸管变流电源装置仏与U2,将可控直流电压逆变成高频交变脉冲电压，经高频高压变压装置升压输出。大功率窄脉冲逆变子系统如图3，逆变桥一半桥臂Vi与V3连接，连接点为A结点，另一半桥臂V2与V4连接，连接点为B结点，将Vi与V2的电集连接，并且联结到d电解电容器的正极，d与L构成滤波装置，Li的另一端与晶闸管变流电源装置Ui的正极连接，将W与V,的发射极连接，并且联结到C1的负极，与晶闸管变流电原装置仏的负极联结，将A结点与高频高压变压装置T。原边一端连接，将b结点与高频高压变压装置t。原边另一端连接，t。的付边一端与电场装置U。的一电极连接，T。的付边另一端与电场装置U。的另一电极连接，并且接地。其特点是①逆变输出电压低；②l独立电源，电平少、谐波多、噪音高；③需要较高电压和频率的功率开关元件IGBT，功率开关元件往往需要串联使用，因其特点IGBT可集成化，可使用软开关技要术。工作原理计算机按照应用软件产生窄脉冲、并且控制脉冲参数，经脉冲功率驱动装置，通过光纤传输，控制4只功率开关元IGBT导通与关断，4只IGBT开通与关断状态为Vt与V4同时导通与关断，V2与V3同时开通与关断，Vi、V4、与V2、V3相位差180度，并且控制晶闸管变流电源装置，将可控直流电压逆变成高频交变脉冲电压，经高频高压变压装置升压输出。具体实施例方式1、实施例l:如图2，由3相隔离变压器L，晶闸管变流电源装置比和U2，滤波装置(d与L构成)和(C2与L2构成)，大功率窄脉冲逆变子系统U，脉冲功率驱动装置IC，计算机数字控制子系统MCS，高频高压变压装置T。，电场装置Uo组成。其特征是在大功率窄脉冲逆变子系统中，由8只功率开关元件IGBTV1V4，V/V/构成，其优点①逆变输出电压高；②2独立电源，电平多、谐波少、噪音低；③功率开关元件在基频率工作，开关损耗低、效率高；可使用较低电压和频率的功率开关元件，经济实用；④可使用软开关技术，不需要吸收回路及其元器件，电路简单；⑤不存在电容电压平衡问题；⑥不需要钳位二极管和跨接电容器；因其特点，IGBT可集成化。计算机按照应用软件产生窄脉冲，控制脉冲参数，经脉冲功率驱动装置，通过光纤传输，控制8只功率开关元件IGBT开通与关断，并且控制晶闸管变流电源装置，将可控直流电压逆变成高频交变脉冲电压，经高频高压变压装置升压输出。该系统输入电源为3相交流电压380V±10%，50HZ±2%，输出电压40KV80KV，频率1KHZ5KHZ，功率数10KW，脉冲宽度nsus,具有电压高、功率大、频率高、脉冲窄、脉冲参数可由计算机数字控制优点。2、实施例2:如图3，由3相隔离压器Ti，晶闸管变流电源装置仏，滤波装置由d与L构成，大功率窄脉冲逆变子系统U，脉冲功率驱动装置IC，计算机数字控制子系统MCS，高频高压变压装置T。，电场装置U。构成。其特征是在大功率窄脉冲逆变子系统中，由4只功率开关元件IGBTViV4构成。其特点①逆变输出电压低；②l独立电源，电平少、谐波多、噪音高；③需要较高电压和频率的功率开关元件IGBT，功率开关元件往往需要串联使用，因其特点IGBT可集成化，输入电源为3相交流电压380V±10%，50HZ±2%，输出电压40KV80KV，频率1KHZ5KHZ，功率数10KW，脉冲宽度nsus，具有电压高、功率大、频率高、脉冲窄、脉冲参数可由计算机数字控制特点。权利要求1、一种计算机控制大功率窄脉冲系统，由3相隔离变压器(0)晶闸管变流电源装置(1与2)，滤波装置(3与4)大功率窄脉冲逆变子系统(5)，脉冲功率驱动装置(6)，计算机数字控制子系统(7)，高频高压变压装置(8)，电场装置(9)组成，其特征是在大功率窄脉冲逆变子系统(5)中，由8只功率开关元件绝缘栅双基极型晶体管IGBTVl～V4，Vl′～V4′构成，V1与V3连接，连接点为A结点，V2与V4连接，连接点为B结点，将V1与V2的集电极连接，并且联结到C1电解电容器的正极，C1与L4构成滤波装置，L1的另一端与晶闸管变流电源装置U1的正极连接，将V3与V4的发射极连接，并且联结C2电解电容器的负极，C1负极与晶闸管变流装置U1的负极联结；将V1′与V3′连接，连接点为C结点，V2′与V4′连接连接点为D结点，将V1′与V2′集成电极连接，并且联结到C2电解电容器的正极，C2与L2构成波装置，L2的另一端与晶闸管变流电源装置U2的正极连接，将V3′与V4′的发射极连接，并且联结到C2电解电容器的负极，C2的负极与晶闸管变流电源装置U2的负极联结，再将上逆变桥的B结点与下逆变桥的C结点联结，将A结点与高频高压变压装置T0原边的一端连接，将D结点与高频高压变压装置T0原边的另一端连接，T0的付边一端与电场装置U0的一电极连接，T0的付边另一端与电场装置U0的另一电极连接，并且接地，计算机按照应用软件产生窄脉冲，并且控制脉冲参数，经脉冲功率驱动装置，通过光纤传输，控制8只功率开关元件IGBT导通与关断，并且控制晶闸管电源装置U1与U2，因其特点，IGBT可集成化。输入电源为3相交流电压380V4±10％，50HZ±10％，输出交变脉冲电压40KV～80KV，频率1KHZ～5KHZ，功率数10KW，脉冲宽度ns～μs，电压高、功率大、频率高，脉冲窄，脉冲参数可由计算机数字控制。2、根据权利要求1所述计算机控制大功率窄脉冲系统，其特征是在大功率窄脉冲逆变子系统(5)中，由4只IGBTV,V4构成，逆变桥的一半桥臂^与V3连接，连接点为A结点，另一半臂V2与V4连接，连接点为B结点，将Vi与V2的集电极连接，并且联结到d电解电容器的正极，d与L构成滤波装置，L的另一端与晶闸管变流电源装置仏的正极联结，V3与V4的发射极连接，并且联结到d电解电容器的负极，d负极与晶闸管变流电源装置Ul的负极联结，A结点与高频高压变压装置T。的原边的一端连接，B结点与高频高压变压装置T。的原边另一端联结，T。的付边一端与场装置U。的一电极连接，T。的付边另一端与电场装置U。的另一电极连接，并接地，计算机按照其应用软件产生窄脉冲，并且控制脉冲参数，经脉冲功率驱动装置IC，通过光纤传输，控制4只功率开关元件IGBT导通与关断，并且控制晶闸管电源装置仏，因其特点，IGBT可集成化，输入电源为3相交流电压380V±10%，50HZ±2%，输出交变脉冲电压40KV80KV，频率1KHZ5KHZ，功率数IOKW，脉冲宽度nsus，电压高、功率大、频率高、脉冲窄、脉冲参数可由计算机数字控制。全文摘要计算机控制大功率窄脉冲系统，属于生物工程高新科技领域，适宜生物工程应用。该系统由3相隔离变压器(0)，晶闸管变流电源装置(1，2)，滤波装置(3，4)，大功率窄脉冲逆变子系统(5)，脉冲功率驱动装置(6)，计算机数字控制子系统(7)，高频高压变压装置(8)，电场装置(9)组成。大功率窄脉冲逆变子系统，由功率开关元件绝缘栅双基极型晶体管IGBT构成，其优点IGBT可集成化，可用软开关技术。计算机按照应用软件控制功率开关元件IGBT开通与关断，并控制晶闸管变流电源装置，将可控直流电压逆变成交变高频脉冲电压，经高频高压变压装置升压输出。输入电源为3相交流电压380±10％，50Hz±2％，输出电压40KV～80KV，频率1KHz～5KHz，功率数10KW，脉冲宽度ns～μs。计算机控制大功率窄脉冲系统具有电压高、功率大、频率高、脉冲窄、脉冲参数可由计算机数字控制特点，节省能源，经济和社会效益大。文档编号H03K3/00GK101364801SQ20071005594公开日2009年2月11日申请日期2007年8月9日优先权日2007年8月9日发明者强王,晶王申请人:王强;王晶