高壓脈沖殺菌電源關鍵技術研究.pdf

1、隨著人們生活水平的提高，其對食品的安全以及營養(yǎng)的要求變得越來越高。傳統(tǒng)的熱處理殺菌法對食品的營養(yǎng)價值以及口感風味等均產(chǎn)生一定的副作用，因而近年來非熱處理殺菌正得到人們越來越多的關注。非熱處理殺菌中的高壓脈沖電場（Pulsed Electric Field，PEF）殺菌是一種新的冷殺菌技術。其具有良好的殺菌效果且殺菌處理時間短、能耗低以及溫升小等特點，從而使高壓脈沖電場殺菌技術成為一項值得研究和推廣的食品殺菌技術。
　　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成。本文對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高壓觸發(fā)脈沖形成等關鍵技術進行了詳細研究。設計了諧振充電電路、菌脈沖殺形成網(wǎng)絡以及納秒級高壓觸發(fā)脈沖形成電路。
　　本文提出采用充電管諧振充電的方式對脈沖形成網(wǎng)絡（Pulse Forming Network，PFN）充電到預定電壓值，然后通過控制氫閘流管的導通使脈沖形成網(wǎng)絡對負載放電，從而在負載上獲得相應的輸出脈沖，實

3、現(xiàn)了電壓波形和頻率的改變。本文對主電路的設計方法以及參數(shù)計算進行了詳細的介紹，并通過 Pspice仿真驗證設計以及參數(shù)計算的合理性。
　　為了縮短氫閘流管的點火時間，形成滿足要求的高壓殺菌脈沖前沿，應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體場效應管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET）選型、電路布局、儲能電容的選擇等方面來對氫閘流管觸

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