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第 １ 卷
第６ １
２０期０ 年 ６８ 月
毫
涤箍 石 周
ＰＯＷ Ｅ ＲＰＵＬＰ Ｙ ＴＳＣＨＥＮＯ ＬＧＯ Ｉ ＥＳ ＡＮＤ Ａ ＰＬＰＩ ＡＴＩ ＯＮＣＳ
ｏ．Ｖ Ｎｏ１ ６１ １ ．
Ｊ ｎ０ ８ｕ ２ｅ ｏ
一
种等热离子体发生 器电 源的制 研
吴彦，李 琛 ， 李 国锋
１６２ ）１ ４０ （ 大 连理 工 学 大电 工气程 与应 用电 技子 术 系 辽，宁 大连
摘
要
离：子 因体其 温高高 导特 性热对 污 染有物很 高 处 的效 率 ，理等 其尤是 对 处理 难污染物 及 特
殊要
求污染物 。 流直 拉放弧 是电 生热产等 子离 的 体主要方 法 之一， 通 过高频 压变 器和电压 流反电 馈装 置 可 得到满足 电伏 安弧特性 的直流大 电流 ， 由此 可 通 电弧过 放电获 得稳 定 高效 的 离等子 体 源 ， 染烟 气污处理 等 域领有良好 的应 用 前 。通景 利过用 ＩＢ 在 ＧＴ 变技逆 术来获得适 于 环保、 焊 等接 应的 直流用 大电流 ， 成 能制产生 ０ ３ Ａ 电流 直流的等离子体 发 器生 。 ～研 ０ 关 词键 ：子 体离；电弧 ；Ｉ Ｂ等Ｇ Ｔ逆 变 ； 直流电源 Ｉ ｅ ｇｔ ｏｔ ｏ ｗ ｅ ｖｎ ｉｓ ｉａ ｎ ｆａ Ｐ ｏ Ｓｕｒ ｙｐｆ ｒｔ ａ ｍ ａＳ ｒ ｕｅｐｌ ｏ ｈ ｅＰ ｌ ｓ ｏ ｃ
ＷＵ ｎ ａ Ｙ．Ｌ ｅ ． Ｉｈ Ｃｎ Ｌ ｏ ｆ ｎ Ｇｕ —Ｉｅ ｇ
（
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中 图分类 号 Ｍ： ８２Ｔ ３
文
献 标识 ： 码 Ａ
文章编 号２ ：９２ １ ０（８ ０ — ０ １ ００ １— ７ ３ ２ ０ ）６ ０ —１４
０
言引 等
离子 体技术因 其高温 高导 热特性 污对
染物 有很 高 处理 效 的 率尤 其 是， 难对 处理 污 染及物 特
体）冷 等子离体包 括辉 光放 电、 压 射放 频电、 ， 低 电 放 晕电 等，日常 的用荧光 灯 、 导体 业工 所中用 到 半的刻 技术 等蚀 都 于此属 。类 热等离 体 的子产生 方 法包括 大 压 下 气极 电的问交流 与直 放 流、常压电
殊要求污染物
其，进性与优越先进一步性现显出
来，为 境 污染 环处物 理 域领中 有 发展 最前途， 最成 引人
注关 一的项 高科 技技术 。
电感合耦等离子体 、常压微 波放电等 。 文本介 所 绍热 的离等体发子生器 ， 基 于 是 ＢＩ ＴＧ逆 变 术技 一 的 种新颖 发的 生 ，器 较 之 传 统
的 离等 体 发子生 器 ，具 体 积有 小 ，其集成 高度， 制控 精确， 护全 面 特 点等， 离等 子体污 染 理 、治 在保电 弧拉 弧 、弧焊 焊接上 具有 很广 的泛应用 。 文章 论述 了 该 源电 的 电主结路 构、 制部 分控 保护部及分 的
等
离 体子 分可 两 大类 为 平，衡 等 子 体 离 热（ 或 热等离 子体 ）与 非热平 衡等离 子 体 或冷 等（离 子
收稿 日 期０ ８ ０： —５ ０２ —３ ０
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—
一
种热等
离子体发 墨 生
二 二
图 ４ Ｔ
４ 内部４结构 ９Ｌ
＋５
Ｖ图
５驱 动Ｂ Ｉ ＧＴ的３ ６围 路电图 １Ｊ 外
经过 内 光 耦 隔部 ，离放大 后 Ｖ 端输 在与 Ｖ出＋ 刚 矾 输 出波形相 同的驱 动信 号 Ｉ Ｂ 。Ｇ 正 向导 通Ｔ 的时 栅 电源 压 Ｖ 反 为截向 止时为的 Ⅱ 衄。 ； 输出 端 的０ １Ｆ 电容 的 （。Ｃ６提， 供 开 关．ｔｘ Ｃ， ｃ）变 瞬换 时的工 态作电 流； ｎ Ｆｌ电的 容（４ 反 映了 当ｃ） ＩＢ Ｇ 发Ｔ生 过 故 障流时 １Ｊ 检， 测 到 故到 障始 ３开６ 从作 工反 的应时间 ；为提 了高故 障信号 抗的 干 能 扰力 ， 引脚 ６接 一 个 上 拉阻 电和 Ｃ ； 了止 在 防２ 为门极开 路或损坏 时主 电路加上 电压而 损 坏 Ｉ Ｂ，Ｇ Ｔ 栅在极射 之 加上 间个一 下拉 电 阻Ｒ， 吸以收大 约
６ ０ｚ 的 静态 电流 ； 。 的作 用 是 制限 芯片 在５ １ Ａ． 尺
Ｄ ＳＴ ＥＡ 脚的外抽电流上；可 改以变控脉冲制的
前沿后 陡 度和防止震 ， 小荡Ｉ Ｂ 减 Ｇ 集 电Ｔ 极的电 压 尖峰。
３ 实 验 结 果
根据上 述原理 试调 路电， 完经 善， 最终得 ０ 到Ａ直３流 流电可 调 ， 制能 性良好 ，以 顺利 产 ０－ 控可 电生弧 等离子 体， 保护
完 善的等 离 体子发 器生 。 实１
３
维
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第 １卷 第６ １期
２０ 年 ６月 ０
８
潦鼋ｋ 石扭 ｔ．
ＯＷＰＥＲ ＳＵ ＰＬＹＰ ＴＥＨＮＯＬＯＣＩＧ ＥＳＡＮ ＰＬＩ ＡＰＤ ＡＣＴ ＩＯＳＮ
１Ｖ１ ｏ６ Ｎ０ ． ．１
ＪＢ
０ ｕ ８ｅ２０
验
所 得电弧 图 如照６片所示 。
吴
者作 简介
彦 ， 士研， 究 ， 生 方 向为 电究 力子电 术技。 男 硕研
ＲＩ相 ６ 三 ０Ｃ具 有 ０ＤＩＶ Ｃ总检测 和负电压线峰免疫尖
全性球功率 管理半方领 导案厂 一商 际整国 器流 公 司 ｔ（ｎ ｔ ｎｌ ｅｔ ， Ｉ ｅ ａｅｏ ａ Ｒ ｃ ｆ ｒ 称简Ｉ 近日 出推 坚固 ｎ型 ｉ ｉｒｉ ）Ｒ ６ ００Ｖ三相 栅极驱器 动 ｃ，Ｉ要主用 应于括 包永磁电
机 驱
动 的 电 家、工业 驱 动 、型 变 频 驱动 器和 动电 微
汽
车驱动等在 内的 、高 中和低 电压机驱 动用。应
ＩＳ Ｄ Ｐ Ｆ ６率 Ｍ功 Ｏ ＴＦ 和ＩＢ Ｒ ２３０ Ｊｂ 把 １ Ｅ ＳＧ Ｔ栅极 （
）点弧 ａ
驱器动 三 个高与侧及 三 低侧 参个考输 出 通道 集 成在 起 ，一 高在达２ Ｖ ＭＯ 栅 极 驱 动 能力 最及 高 Ｓ
００ ０６ Ｖ工 作电压 下 ，可提供 ２０ Ａ３００ ｍ／５ ｍ的Ａ驱动
电流。
Ｉ 款 新ｃ合整 了集 的成 举二极自 管 可提供，全 面的保 护功能 改进， 的 负压电尖 （ ） 包括峰 疫 免路 ， 电 以
防止 系统在 大 电流切 换 或短路 情况 下 生发难灾
性事
件， 实现更高水 平耐用 的和 可性靠 性。还集 成它 先进 了的输 滤波入器来 制抑声噪并 少失减真 ， 从
而提 高系性能统 。
新器件的 特定 用应保 护 功 能包括 采 过用压保
的护 ＣＤ线 总测检 以，及于永用 电磁驱机动 的零 向 制动量 功能由。部外 电流 检 测阻器电衍 生的电流切
（ 拉弧 ｂ ）
断
能能功够终 止所有 输 出 ６ ，路 而且有拥 触 发能功 可 以 同终时 止６ 出 。输路
图６ 弧电 的引燃 及 烧
燃该
器 的输 件驱动器出具有 高 脉 冲流缓 冲电级 ，
最试后制 的 弧电 电技源术 指为 ：输标 交 入流 电 压２ ０误 差范围± ０， 率５ ｚＨ电 额 定源 ２Ｖ， ％ｌ频 ０ ， 输 出功 率 Ｐ ＝ｋ Ａ 率 ，２ｋ ｚ值 电流 峰 ０３ ＡｌＶｏ 频０Ｈ ， ～
可０调 。
可将驱
器跨动 降导至低最。 传 播迟延适也合用来简
化高应用频 。 新器 件采 Ｉ用 先Ｒ 进的压高 （ ＩＶ 工ｃ艺 ，ｃ ＨＩ） 集
了新成代 一压电高 转平
换 和端技术 接，提以卓供越
４结语
过 以经上 个各环 节 该，电 源 实 现输出 功率
的气电过应力护和保高的现场可靠性更 。 Ｒ２０ ３ Ｓ６ ＩＤ
１除了有过流、 检温测入输等功能 ， 过 还 具 有压欠定 保锁 、 集成护 区死时间 保护、 击穿 护保、 断 入 、 关 输错
误
Ｗ，ｌ 流电 ０ ３可调Ａ ， 峰ｋ值 ０ ～用采 ３ １动电路 驱， ６ Ｊ
主路电 加添限 流 电 、 阻感电 并。 联滤 电容波， 效 有的 护 保 ＩＢ了Ｇ Ｔ 模块 。 参
考文 献］ｆ刘竹 ．１ １焊机电的绿 色 概念 【 Ｊ ．焊机电，０ ０ （）３３ 】．２ ０， ：４０７
报告功等 ，能 并与能３ Ｖ入逻输兼辑 。 容 ． ３
Ｉ 简Ｒ介
国
际流器整司 公（简称 Ｉ 纽 约交所证号 Ｉ代 Ｆ Ｒ， Ｒ）
是球功全率半导体和理管案方领厂导 商Ｒ的。模拟 及Ｉ
合混信号成集 电 、路先 进电器路 、件 成功 率系集和统
器件 广
泛用于驱应高动能性运算设及 降备低电 的机 能耗
（电机 全球最大耗能设备是）是众 多 际国名知厂 ， 开发商一下代计算、 机电 、器明设 、 备 、能节 汽照 车星卫
系统 、 宇及国航系统的电防管理基源。 准
］［ 曲学 基 ， ２２ 曲敬 ，铠 明扬． 逆于技变基术及应 用础【． ．０Ｊ ７２ ０１ 『
周 ］敏 ， 纪海志 ，爱 华． 变电 源 实用 技— —术设 ３ 计 周 逆
纪 应与用［ 】 ２ ． ０．Ｍ５ ０
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一
种等热离子体发生 器电 源的制 研
吴彦，李 琛 ， 李 国锋
１６２ ）１ ４０ （ 大 连理 工 学 大电 工气程 与应 用电 技子 术 系 辽，宁 大连
摘
要
离：子 因体其 温高高 导特 性热对 污 染有物很 高 处 的效 率 ，理等 其尤是 对 处理 难污染物 及 特
殊要
求污染物 。 流直 拉放弧 是电 生热产等 子离 的 体主要方 法 之一， 通 过高频 压变 器和电压 流反电 馈装 置 可 得到满足 电伏 安弧特性 的直流大 电流 ， 由此 可 通 电弧过 放电获 得稳 定 高效 的 离等子 体 源 ， 染烟 气污处理 等 域领有良好 的应 用 前 。通景 利过用 ＩＢ 在 ＧＴ 变技逆 术来获得适 于 环保、 焊 等接 应的 直流用 大电流 ， 成 能制产生 ０ ３ Ａ 电流 直流的等离子体 发 器生 。 ～研 ０ 关 词键 ：子 体离；电弧 ；Ｉ Ｂ等Ｇ Ｔ逆 变 ； 直流电源 Ｉ ｅ ｇｔ ｏｔ ｏ ｗ ｅ ｖｎ ｉｓ ｉａ ｎ ｆａ Ｐ ｏ Ｓｕｒ ｙｐｆ ｒｔ ａ ｍ ａＳ ｒ ｕｅｐｌ ｏ ｈ ｅＰ ｌ ｓ ｏ ｃ
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离子 体技术因 其高温 高导 热特性 污对
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其，进性与优越先进一步性现显出
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电感合耦等离子体 、常压微 波放电等 。 文本介 所 绍热 的离等体发子生器 ， 基 于 是 ＢＩ ＴＧ逆 变 术技 一 的 种新颖 发的 生 ，器 较 之 传 统
的 离等 体 发子生 器 ，具 体 积有 小 ，其集成 高度， 制控 精确， 护全 面 特 点等， 离等 子体污 染 理 、治 在保电 弧拉 弧 、弧焊 焊接上 具有 很广 的泛应用 。 文章 论述 了 该 源电 的 电主结路 构、 制部 分控 保护部及分 的
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二 二
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经过 内 光 耦 隔部 ，离放大 后 Ｖ 端输 在与 Ｖ出＋ 刚 矾 输 出波形相 同的驱 动信 号 Ｉ Ｂ 。Ｇ 正 向导 通Ｔ 的时 栅 电源 压 Ｖ 反 为截向 止时为的 Ⅱ 衄。 ； 输出 端 的０ １Ｆ 电容 的 （。Ｃ６提， 供 开 关．ｔｘ Ｃ， ｃ）变 瞬换 时的工 态作电 流； ｎ Ｆｌ电的 容（４ 反 映了 当ｃ） ＩＢ Ｇ 发Ｔ生 过 故 障流时 １Ｊ 检， 测 到 故到 障始 ３开６ 从作 工反 的应时间 ；为提 了高故 障信号 抗的 干 能 扰力 ， 引脚 ６接 一 个 上 拉阻 电和 Ｃ ； 了止 在 防２ 为门极开 路或损坏 时主 电路加上 电压而 损 坏 Ｉ Ｂ，Ｇ Ｔ 栅在极射 之 加上 间个一 下拉 电 阻Ｒ， 吸以收大 约
６ ０ｚ 的 静态 电流 ； 。 的作 用 是 制限 芯片 在５ １ Ａ． 尺
Ｄ ＳＴ ＥＡ 脚的外抽电流上；可 改以变控脉冲制的
前沿后 陡 度和防止震 ， 小荡Ｉ Ｂ 减 Ｇ 集 电Ｔ 极的电 压 尖峰。
３ 实 验 结 果
根据上 述原理 试调 路电， 完经 善， 最终得 ０ 到Ａ直３流 流电可 调 ， 制能 性良好 ，以 顺利 产 ０－ 控可 电生弧 等离子 体， 保护
完 善的等 离 体子发 器生 。 实１
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２０ 年 ６月 ０
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吴
者作 简介
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ＩＳ Ｄ Ｐ Ｆ ６率 Ｍ功 Ｏ ＴＦ 和ＩＢ Ｒ ２３０ Ｊｂ 把 １ Ｅ ＳＧ Ｔ栅极 （
）点弧 ａ
驱器动 三 个高与侧及 三 低侧 参个考输 出 通道 集 成在 起 ，一 高在达２ Ｖ ＭＯ 栅 极 驱 动 能力 最及 高 Ｓ
００ ０６ Ｖ工 作电压 下 ，可提供 ２０ Ａ３００ ｍ／５ ｍ的Ａ驱动
电流。
Ｉ 款 新ｃ合整 了集 的成 举二极自 管 可提供，全 面的保 护功能 改进， 的 负压电尖 （ ） 包括峰 疫 免路 ， 电 以
防止 系统在 大 电流切 换 或短路 情况 下 生发难灾
性事
件， 实现更高水 平耐用 的和 可性靠 性。还集 成它 先进 了的输 滤波入器来 制抑声噪并 少失减真 ， 从
而提 高系性能统 。
新器件的 特定 用应保 护 功 能包括 采 过用压保
的护 ＣＤ线 总测检 以，及于永用 电磁驱机动 的零 向 制动量 功能由。部外 电流 检 测阻器电衍 生的电流切
（ 拉弧 ｂ ）
断
能能功够终 止所有 输 出 ６ ，路 而且有拥 触 发能功 可 以 同终时 止６ 出 。输路
图６ 弧电 的引燃 及 烧
燃该
器 的输 件驱动器出具有 高 脉 冲流缓 冲电级 ，
最试后制 的 弧电 电技源术 指为 ：输标 交 入流 电 压２ ０误 差范围± ０， 率５ ｚＨ电 额 定源 ２Ｖ， ％ｌ频 ０ ， 输 出功 率 Ｐ ＝ｋ Ａ 率 ，２ｋ ｚ值 电流 峰 ０３ ＡｌＶｏ 频０Ｈ ， ～
可０调 。
可将驱
器跨动 降导至低最。 传 播迟延适也合用来简
化高应用频 。 新器 件采 Ｉ用 先Ｒ 进的压高 （ ＩＶ 工ｃ艺 ，ｃ ＨＩ） 集
了新成代 一压电高 转平
换 和端技术 接，提以卓供越
４结语
过 以经上 个各环 节 该，电 源 实 现输出 功率
的气电过应力护和保高的现场可靠性更 。 Ｒ２０ ３ Ｓ６ ＩＤ
１除了有过流、 检温测入输等功能 ， 过 还 具 有压欠定 保锁 、 集成护 区死时间 保护、 击穿 护保、 断 入 、 关 输错
误
Ｗ，ｌ 流电 ０ ３可调Ａ ， 峰ｋ值 ０ ～用采 ３ １动电路 驱， ６ Ｊ
主路电 加添限 流 电 、 阻感电 并。 联滤 电容波， 效 有的 护 保 ＩＢ了Ｇ Ｔ 模块 。 参
考文 献］ｆ刘竹 ．１ １焊机电的绿 色 概念 【 Ｊ ．焊机电，０ ０ （）３３ 】．２ ０， ：４０７
报告功等 ，能 并与能３ Ｖ入逻输兼辑 。 容 ． ３
Ｉ 简Ｒ介
国
际流器整司 公（简称 Ｉ 纽 约交所证号 Ｉ代 Ｆ Ｒ， Ｒ）
是球功全率半导体和理管案方领厂导 商Ｒ的。模拟 及Ｉ
合混信号成集 电 、路先 进电器路 、件 成功 率系集和统
器件 广
泛用于驱应高动能性运算设及 降备低电 的机 能耗
（电机 全球最大耗能设备是）是众 多 际国名知厂 ， 开发商一下代计算、 机电 、器明设 、 备 、能节 汽照 车星卫
系统 、 宇及国航系统的电防管理基源。 准
］［ 曲学 基 ， ２２ 曲敬 ，铠 明扬． 逆于技变基术及应 用础【． ．０Ｊ ７２ ０１ 『
周 ］敏 ， 纪海志 ，爱 华． 变电 源 实用 技— —术设 ３ 计 周 逆
纪 应与用［ 】 ２ ． ０．Ｍ５ ０
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