高壓脈沖殺菌電源關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著人們生活水平的提高，其對(duì)食品的安全以及營養(yǎng)的要求變得越來越高。傳統(tǒng)的熱處理殺菌法對(duì)食品的營養(yǎng)價(jià)值以及口感風(fēng)味等均產(chǎn)生一定的副作用，因而近年來非熱處理殺菌正得到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。非熱處理殺菌中的高壓脈沖電場(chǎng)（Pulsed Electric Field，PEF）殺菌是一種新的冷殺菌技術(shù)。其具有良好的殺菌效果且殺菌處理時(shí)間短、能耗低以及溫升小等特點(diǎn)，從而使高壓脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)成為一項(xiàng)值得研究和推廣的食品殺菌技術(shù)。
　　高壓脈沖殺菌

2、電源主要由充電電路、放電電路以及控制電路三部分構(gòu)成。本文對(duì)高壓脈沖殺菌電源中的快速充電、高壓殺菌脈沖形成以及納秒級(jí)高壓觸發(fā)脈沖形成等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究。設(shè)計(jì)了諧振充電電路、菌脈沖殺形成網(wǎng)絡(luò)以及納秒級(jí)高壓觸發(fā)脈沖形成電路。
　　本文提出采用充電管諧振充電的方式對(duì)脈沖形成網(wǎng)絡(luò)（Pulse Forming Network，PFN）充電到預(yù)定電壓值，然后通過控制氫閘流管的導(dǎo)通使脈沖形成網(wǎng)絡(luò)對(duì)負(fù)載放電，從而在負(fù)載上獲得相應(yīng)的輸出脈沖，實(shí)

3、現(xiàn)了電壓波形和頻率的改變。本文對(duì)主電路的設(shè)計(jì)方法以及參數(shù)計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并通過 Pspice仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)以及參數(shù)計(jì)算的合理性。
　　為了縮短氫閘流管的點(diǎn)火時(shí)間，形成滿足要求的高壓殺菌脈沖前沿，應(yīng)盡量提高氫閘流管柵極觸發(fā)脈沖前沿速率。本文從金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET）選型、電路布局、儲(chǔ)能電容的選擇等方面來對(duì)氫閘流管觸

4、發(fā)電路進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，分析各器件及寄生參數(shù)對(duì)其輸出脈沖前沿速率的影響。
　　針對(duì)線型脈沖調(diào)制器輸出脈沖寬度難以大范圍連續(xù)調(diào)節(jié)的劣勢(shì)，本文采用在脈沖形成網(wǎng)絡(luò)的始端和終端各連接一個(gè)氫閘流管，其中脈沖形成網(wǎng)絡(luò)始端所接開關(guān)為電路主開關(guān) VE1，終端所接開關(guān) VE2調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度。通過調(diào)節(jié)脈沖形成網(wǎng)絡(luò)終端所接開關(guān) VE2相對(duì)于主開關(guān) VE1的觸發(fā)延時(shí)來實(shí)現(xiàn)最終輸出脈沖寬度的變化，由此引起的線型脈沖調(diào)制器的負(fù)失配狀態(tài)由反峰電路解決。