高频电磁场防垢水处理技术及其应用

论述了热交换设备的水垢成因,物理学防垢水处理机理及其应用,并给出了高频电磁场式防垢水处理装置的电路原理图.     

车载方波电源的设计

为在汽车上使用普通家用电器设备,采用推挽式功率变换电路研制了车载方波电源逆变器。该电源以TL494为控制芯片,输出推挽信号驱动MOSFET的导通与截止,通过设计的高频脉冲变压器输出幅值220V,正负交变的方波信号。实验结果表明,设计的车载方波电源能满足普通家用电器设备使用的要求。     

基于FAIMS的高场非对称方波电源系统设计

设计了一种用于FAIMS（高场非对称波形离子迁移谱）系统的高场高频非对称方波电源。电源由驱动电路、脉冲成型电路、高通滤波器和补偿电压电路四部分组成。选用半桥结构产生脉冲电压,利用高通滤波器滤除高频方波中的直流分量,把正脉冲变成正负面积相等的非对称脉冲。建立了电路模型,通过实验验证了高场非对称脉冲电源模型建立的正确性。该电路能够输出峰峰值电压为1000V,方波频率为500kHz。     

基于单相逆变的节能型交变磁场发生器设计

为了提高交变磁场发生器的电能利用率,结合单相逆变技术和二阶电路工作原理设计出一款具有节能作用的交变磁场发生器.该磁场发生器利用MOSFET作开关,通过单相逆变电路在磁场发生线圈内产生幅值和频率可调的交变电流,从而在空间感应出交变磁场.交变磁场作用结束后,控制相应MOSFET导通或者关断,该磁场发生器能够将线圈内的电流回馈给储能电容,达到节能再利用的效果.实验结果表明:该磁场发生器的节能率为77.1%~79.6%,节能再利用率为75.6%~80.2%,提高了系统的能量利用率.     

平板感应加热磁-热耦合场的数值模拟研究

针对～种双线圈平板感应加热装置,利用ANSYS有限元分析软件对其感应加热过程中的磁—热耦合场分布进行数值模拟,通过对交变磁场产生涡流的分析,得到不同频率下平板各点温度随时间变化的分布图,以及整个加热过程中的温升特点.结果表明,这种双线圈平板感应加热装置对平板感应加热的温升速度有很大的提高,从而对平板的快速感应加热工艺的运用与改进具有一定的指导意义.     

方波交流高频焊接电源

本文介绍采用功率场效应管和逆变技术设计研制的方波交流高频发生装置。将晶闸管直流焊机与方波交流高频发生装置组合,构成方波交流高频焊接电源。在没有稳弧装置的情况下,分别对薄钢板手工焊(MMA)和薄铝板TIG焊进行焊接实验,在很小的焊接电流(14A)下,方波交流高频焊接电弧燃烧稳定,能满足薄板焊接的要求。     

高频感应加热电源相位跟踪系统

针对感应加热电源工作在高频状态时,存在相位跟踪困难、工作功率小和工作状态不稳定等问题,采用基于TMS320F2812的高频感应加热电源的相位跟踪方法,使负载等效阻抗时刻处于弱感性状态,解决了感应加热电源工作在高频状态所遇到的问题.设计了功率MOSFET的驱动电路、电压和电流相位信号的采集与处理电路,给出了TMS320F2812处理负载电压相位信号和电流相位信号的方法和产生移相PWM信号的方法,最后搭建实验平台进行了实验验证.实验结果表明,所设计的相位信号处理电路能够快速稳定地向TMS320F2812发送电压和电流的相位信号,且延迟小;TMS320F2812可以生成移相PWM信号,其移相范围大、工作稳定.     

环形线圈车辆检测器的设计与实现

利用单片机SST89C58实现了环形线圈车辆检测器的设计。由MM74HC4046M构成的锁相环电路与环形检测线圈一起构成LC震荡电路,并将LC震荡波形转换为单片机可使用的方波;由XC9536XL-7VQ44C构成的EPLD电路对各路检测信号进行循环检测,并送入SST89C58单片机进行处理,处理后的信息由MAX488EESA构成串口输出。     

平板式感应加热线圈磁场的分布特性

平板式感应加热加热死区的存在,使其不能广泛应用于工业领域.为了研究它的工业应用的潜力,文中对感应加热的核心部件——线圈进行了深入研究.依据经典电磁场理论,研究了线圈的磁场分布特性,先对圆环电流进行研究,计算它的磁场分布,进而对饼式线圈的磁场分布特型进行有限元计算,并与实验采集数据对比后,总结出饼式线圈的磁场分布特性.此特性表明,采用饼式线圈的平板感应加热,板上必然会出现加热死区.因此加热均衡性的实现需要对整个装置进行全方位的改进.以上结论可为平板式感应加热的后续研究提供参考.     

软件法扩展8951单片机D／A接口

在一次PWM脉宽调制电路可输出模拟量的基础上，引进二次PWM的设计思路，从单片机数字量输出口的二次PWM信号经外围电路的滤波、放大和驱动，再驱动力加载装置，得到力幅、频率、脉宽三参量可程控的交变方波载荷力，介绍了二次PWM实现软件D／A的原理，同时也给出了软件实现的详细算法，该技术在最近开发的骨愈仪8951单片机控制系统中获得成功应用。     

基于DSP低Q值感应加热电源的研究

为了增加感应加热电源的炉壁厚度及提高输出功率,本文提出了一种新型低Q值感应加热电源,采用Buck斩波电路来调节电源的输出功率,通过改变Buck电路的占空比D来改变C2两端的电压值,从而调整逆变器的输入电压,使电源的输出功率恒定;控制系统采用TI公司的TMS320F28335作为控制芯片,控制功率开关管的导通与关断,使电源能够恒定功率输出,并且实现自动变频功能,提高感应加热电源的工作稳定性.实验结果表明,当感应线圈直径不变时,炉胎的炉壁越厚,内径越小,感应线圈与被加热金属的互感系数越小,系统的无功能量增加;低Q值感应加热电源可以把其内部更多的无功能量转换成有功能量,并且炉壁越厚,输出功率越大.该研究提高了电源的输出功率,解决了传统感应加热电源无法加厚炉壁的缺点.     

集肤效应在高频手术电刀系统中的应用

根据电磁场原理中的集肤效应现象,对近年来在大中型医院临床手术中使用的高频手术电刀的机理进行了初步分析,并针对高频电刀存在的不足,设计了一种新型整机系统.先用测试信号对使用条件进行查验反馈,通过单片机进行分析比较后,整合所存信息资源,对主输出信号进行控制,使高频电刀的参数以最精确的状态应用于手术患者.     

一种基于磁耦合谐振式的高效率双频无线能量传输系统

为了提高磁耦合谐振式无线能量传输系统的效率,本文提出了一种新型的双频无线能量传输的发射和接收装置.在发射端和接收端中,该装置在发射端和接收端中均采用一个馈电线圈对两个谐振线圈馈电;两个谐振线圈工作在不同的频率并通过磁耦合的方式把能量从发射端向接收端同频传输.由于两个谐振线圈均参与了能量传输,所以该传输装置能在较远的距离实现效率较高的双频能量传输.为了验证该理论模型的特性,本文将其设计在PCB板材上并进行仿真和实验测试.仿真和实验结果表明:该双频磁谐振耦合无线能量传输装置的能量传输频率为6.78和13.56 MHz;在传输距离为装置尺寸60%时达到最高效率,其最高效率分别为88.5%和56.7%.     

感应加热电饭煲电磁场与漏磁分析

为了研究感应加热电饭煲空间电磁场对其热效率的影响,以一台1 300 W感应加热电饭煲为例,利用ANSOFT软件建立样机三维电磁场有限元模型.在其他条件不变的情况下,分别采用两种磁条结构分析比较了样机模型中电磁场与输出涡流功率的分布情况,并且对样机的漏磁情况进行了分析.将实验测得的漏磁、热效率与仿真值进行对比,验证了仿真方法的正确性.有限元法对感应加热电饭煲电磁场与漏磁的分析结果为相关感应加热系统的优化设计、安全使用提供了参考.     

电压控制移相电路设计

叙述了一种电压控制移相电路的设计方案.实现了控制相位不随信号频率而变的设计理念.电路主要由运算放大器、比较器、模拟开关和触发器组成.采用过零比较器把正弦信号转换为方波信号,利用单稳态电路实现频率/电压变换,由积分器和模拟开关产生斜率与信号频率成正比的锯齿波信号,输入控制电压通过比较器与锯齿波信号比较产生移相脉冲,由触发器输出移相方波,利用积分器转换成三角波,再通过三角波—正弦波转换电路得到移相正弦波信号输出.介绍了各单元电路的工作原理,并给出了具体电路和实验波形图.     

局部放电高性能电流传感器的设计

设计了一种基于罗氏线圈的高频电流传感器,对高频等效电路模型进行了理论计算,分析了影响传感器性能的各项参数.然后用Matlab软件对传感器进行仿真,总结参数变化对传感器性能影响的规律,最终确定适合本设计的传感器参数.最后对传感器加装处理电路,实现信号幅频响应通带到阻带快速降落的良好边界性能.测试结果表明,在特定频段内该传感器具有频带宽、灵敏度高及通带到阻带降落迅速等特点,性能良好.     

集肤效应在高频手术电刀系统中的应用

根据电磁场原理中的集肤效应现象，对近年来在大中型医院临床手术中使用的高频手术电刀的机理进行了初步分析，并针对高频电刀存在的不足，设计了一种新型整机系统．先用测试信号对使用条件进行查验反馈，通过单片机进行分析比较后，整合所存信息资源，对主输出信号进行控制，使高频电刀的参数以最精确的状态应用于手术患者。     

多功能吉赫兹横电磁波小室设计

目前一般的GTEM(吉赫兹横电磁波)小室大都用于EMS(电磁抗扰度)测试,而针对于EMI(电磁干扰)测试的尚不多见.介绍了一种既可用于EMS测试又可用于EMI测试,且还可用于高频电路辐射机理诊断的多功能GTEM小室,给出了该GTEM小室的结构设计方法和测量原理,阐述了利用该GTEM进行高频电路辐射机理诊断的实现方法.GTEM小室设计方案采用的是多极矩模型实现,可将近场测量结果转换为标准远场测量结果(如电波暗室或开域场).此外,利用该GTEM小室以及近场电磁场探头和频谱分析仪对被测设备进行近场测量,即可得出被测设备的辐射机理测量结果.     

一种三相可控硅触发电路的设计

采用通用集成电路设计了一种三相可控硅触发电路。该电路利用同步信号的积分与移相信号比较产生触发脉冲,抗同步信号的高频干扰和波形畸变的能力强。这种设计所用元件少,成本低,调试方便。     

弱能量接收下的植入式医疗设备无线能量传输设计

为了提高经皮无线能量传输的耦合强度和接收端的电压输出能力,针对设备的弱能量接收,设计了具有倍压整流器的四线圈结构磁谐振耦合式无线能量传输系统.通过四线圈谐振能量传输结构,使能量在线圈间的传输隔离来自发射电路和接收电路的影响,从而提高传输电路的品质因数,并且提高系统的耦合系数.实验结果表明:设计结构使用10 mm接收线圈时可使设备在40 mm植入深度下能量传输效率达到15%以上,倍压整流器的输出纹波系数小于0.7%,这说明本文所设计的能量传输系统结构能够在弱能量接收下正常运行.