汽车尾气处理高压脉冲电源的研究

摘要

放电等离子体废气处理技术的进步和其飞速发展的工业化步伐，汽车尾气污染治理的迫切要求，以及传统处理技术与排放标准越来越严格的矛盾，构成了本文课题研究的背景。在相关技术、实验装置及工业化装置缺乏的情况之下，本文对汽车尾气处理的紧凑型全固态开关功率脉冲电源装置和系统开展了全面的研究。
　　首先对紧凑型功率脉冲电源及应用的研究进展以及放电等离子体汽车尾气处理技术的研究进展进行评述，确定本文研究工作的发展平台。接下来对放电等离子体废气处理技术进行综合阐述，包括汽车尾气净化的方法及其对比、放电等离子体污染物处理机理、放电等离子体汽车尾气处理系统等内容，特别对低压直流供电的紧凑型功率脉冲电源、放电等离子体反应器的结构设计进行初步介绍。
　　根据尾气处理对高压脉冲电源的技术要求，对主电路的工作原理进行阐述，对工作过程进行全面的数学分析，并用MATLAB数值仿真进行验证，之后基于PSpice对主电路进行动态过程和变负载输出特性的全面仿真分析研究，在此基础上分析了电源能量转化的效率。在高压脉冲电源的硬件电路设计中，主要进行了主电路元件参数计算和选型、功率脉冲变压器设计与校核、控制电路的设计、固态开关驱动与保护电路设计、EMC设计等项工作。
　　在分析了高压脉冲电源尾气处理系统对控制的要求之后，给出了具体的控制方案和程序流程，进行了系统控制软件设计，特别介绍了峰值检测和软件滤波的实现方法。文中对样机的调试和实验进行说明，包括装置的结构、调试的步骤及实验结果和数据分析等内容。
　　本文的研究是汽车尾气高压脉冲放电处理技术及其工业化的一个尝试，期望研究工作及其成果对相关领域研究的进程和我国相关技术工业化步伐的加快有促进作用。

目录

汽车尾气处理高压脉冲电源的研究

STUDY ON HIGH VOLTAGE PULSE POWER SUPPLY FOR AUTOMOBILE EXHAUST TREATMENT

摘要

Abstract

绪论

1.1 课题 研究的背景和目的意义

1.2 脉冲放电汽车尾气处理技术的发展

1.3 课题的主要研究内容

第2章 放电等离子体汽车尾气处理技术研究

2.1 净化标准的提升和处理技术评述

2.2 脉冲放电汽车尾气处理方法

2.3 放电等离子体汽车尾气处理系统

2.4 本章小结

第3章 尾气处理高压脉冲电源主电路工作分析

3.1 尾气处理高压脉冲电源的技术要求

3.2 高压脉冲电源主电路工作原理和数学分析

3.3 基于PSpice的主电路仿真和特性分析

3.4 高压脉冲电源能量转化效率分析

3.5 本章小结

第4章 高压脉冲电源的硬件设计

4.1 高压脉冲电源主电路元件参数和选型

4.2 功率脉冲变压器设计与校核

4.3 高压脉冲电源尾气处理系统控制电路设计

4.4 固态开关驱动与保护电路设计

4.5 EMC设计

4.6 本章小结

第5章 高压脉冲电源尾气处理系统的软件设计

5.1 编程语言和开发环境

5.2 系统控制软件总体设计

5.3 峰值检测与软件滤波

5.4 本章小结

第6章 样机调试和实验

6.1 高压脉冲电源装置

6.2 调试步骤及实测波形

6.3 实验结论

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢