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06-18
臭氧被誉为“绿色”消毒产品，在国内外得到广泛应用。
近年来，臭氧技术作为环保产业的重要组成部分，越来越受到人们的关注。
相关产品已从饮用水处理系统扩展到污水处理、空气净化、家庭环境污染防治、医疗保健等领域。
臭氧发生器电源是臭氧发生器的重要组成部分。
电源的电压、频率和波形是影响臭氧发生器效率的重要因素。
发电机的结构、气源、冷却系统确定后，供电系统的性能和质量就成为影响发电机效率的关键。
20世纪80年代后，半导体器件的发展给臭氧电源带来了质的变化，逆变电源成为臭氧电源的主要形式。
此类电源采用整流器将工频交流电整流为直流电，通过逆变电路变换为单相中高频交流电，然后通过逆变电路升压至发电机放电所需的电压。
中高频升压变压器。
与工频电源相比，中频逆变电源具有系统体积小、电源效率高、臭氧产量大、线性调节范围宽、对电网污染少等优点。
1 系统硬件设计 在臭氧发生器电源设计中，可控硅在三相整流时产生的换相压降会对输出电压平均值和电压波形产生严重影响。
因此，在电源主电路的设计中，采用大功率二极管整流代替可控硅整流，使整流电路输出的电压脉动很小，从而提高电源的稳定性和效率。
由于电源整流部分采用不可控二极管进行整流，因此输出电压的调整无法由整流部分控制。
因此，电源的输出电压和频率只能通过逆变部分来调节，即通过控制逆变触发脉冲的占空比和频率，来调节电源的输出电压和频率，以满足设计要求。
下面重点介绍如何调整占空比、频率和软启动时间。
1.1 占空比调节单元 图l所示为占空比调节电路。
该电路采用稳压器输出的电压信号作为压控振荡器VCO（压控振荡器）的输入信号。
该信号是0～5V之间变化的直流电压信号，即INPUT信号。
由于VCO是电流控制振荡器，定时电容C1的充电电流与9脚输入的控制电压成正比，因此VCO的振荡频率与控制电压成正比。
当VCO控制电压为0V时，其输出频率最低；当输入控制电压等于电源电压VDD时，输出频率线性增加至最高输出频率。
VCO振荡频率的范围由R1、R2和C1决定。
VCO振荡频率从CD的引脚4直接输出到CPLD处理单元。
CPLD内部通过对脉冲信号进行计数来控制逆变器触发脉冲的宽度，从而调整触发脉冲的占空比。
1.2 软启动时间调整单元 图2所示为软启动时间调整电路。
该电路单元使用调节器输出信号作为电压比较器LM的输入信号。
该信号是一个在0～5V之间变化的直流电压信号（即INPUT信号）。
根据设计要求，LM的6脚给定电压为1V。
当INPUT信号的电压大于l时， LM的l脚V通过上拉电阻输出高电平，送入CPLD作为启动信号。
在CPLD内部，通过调节外部拨码开关来控制比较器的输出，从而控制软启动时间。
1.3 频率调整单元 图3所示为频率调整电路。
通过调节CD外部电位器POTll，可以控制VCO输出脉冲的频率。
根据设计要求，电路将输出变化范围为1～6kHz的脉冲信号PLS，并将该信号作为CPLD的输入信号。
通过CPLD内部的计数延时和占空比设计要求，最终输出满足占空比要求、频率在~3Hz之间的逆变触发信号，该信号的频率可以通过POT11调节。
2 系统软件设计 系统软件设计根据系统功能需求进行设计。
基于EPM的软件程序设计分为：输出脉冲占空比调整、频率调整、软启动时间调整和过压过载。
流式报警。
开发系统采用VHDL语言进行模块化编程，可以提高程序的可移植性，缩短开发周期，降低开发成本。
而且系统软件易于维护，提高可靠性。
图4为输出的两个PWM脉冲仿真波形，其中GCLK为参考时钟源，CLKl和CLK2分别为VCO转换后的频率调整和占空比调整信号，SET和SOFT分别为两个外部4位占用信号。
风比调节及软启动调节拨码开关。
3 结论 介绍了基于CPLD的臭氧功率控制系统的软硬件设计。
数字电路在电源控制系统中的应用使得系统更加可靠、功能更加强大。
控制系统只需调节两个外部拨码开关即可调节输出脉冲的占空比和软启动时间。
控制，从而使电源控制更加方便、灵活。
通过工业现场调试，该控制系统完全能够满足中频臭氧电源的控制，并且具有抗干扰能力强、稳定性好的优点，具有广阔的应用前景。
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