高压脉冲电源的工作原理及常用参数详解
一、概述
    高压脉冲电源是一种能在瞬间产生极高电压的电源设备，它广泛应用于静电除尘、污水处理、空气净化等领域。本文将详细介绍高压脉冲电源的基本概念、特点、工作原理以及应用场景，帮助读者更好地了解这一重要的电力技术。
由于脉冲电源有断续供电的特性，在很多领域都获得了广泛的应用。比如说高能量物理、粒子加速器、金属材料的加工处理、食品的杀菌消毒、环境的除尘除菌等方面，都需要这样一种脉冲能量--可靠、高能量、脉宽和频率可调、双极性、平顶的电压波形。无论将此高功率脉冲电源用于何种用途，高压脉冲电源均是其设计的核心部分。
传统的高功率脉冲电源一般采用工频变压器升压，然后采用磁压缩开关或者旋转火花隙来获取高压脉冲，因而大都比较笨重，且获得的脉冲频率范围有限，其重复频率难以调节，脉冲波形易变化，可靠性较低，控制较困难，成本较高。
文中采用固态电器--IGBT来获取高压脉冲波形。将IGBT作为获取高压脉冲的电子开关，利用IGBT构成LCC串并联谐振变换器作为高压脉冲电源的充电电源，同时利用IGBT构成全桥组成脉冲形成电路，输出双极性高压脉冲波形。文中给出了系统结构、系统各个部分功能说明，通过仿真电力电子仿真软件PSIM对LCC充电过程和脉冲形成电路进行仿真分析。
二、高压脉冲电源的特点

    1.瞬时功率大：高压脉冲电源能够在瞬间产生极高的电压，因此其瞬时功率往往很大，可以达到几百千瓦甚至兆瓦级别。

    2.脉冲宽度窄：高压脉冲电源输出的脉冲宽度很窄，通常只有几微秒到几十微秒之间，因此具有很高的能量密度。

    3.效率高：与传统电源相比，高压脉冲电源的能量转换效率更高，可以达到90%以上。

    4.可靠性高：由于高压脉冲电源采用的是脉冲形式输出，其开关寿命较长，整体可靠性较高。

    5.环保性：高压脉冲电源在工作时不会产生电磁辐射，同时产生的电场和磁场对周围环境的影响也很小，因此具有很好的环保性。

三、高压脉冲电源的工作原理

    高压脉冲电源通常采用电力电子器件（如晶体管、IGBT等）进行脉宽调制（PWM），将直流电源转化为交流电源，并通过变压器升压，再经过整流器整流成直流高电压输出。其核心部件包括输入滤波器、整流器、逆变器、变压器和输出整流器等。

四、高压脉冲电源的应用

    1.静电除尘：静电除尘是一种利用静电场使尘粒带电并荷电后的电场力的作用，使尘粒从气体中分离出高来压的脉过冲程电。源可以为静电除尘器提供高电压，从而增强电场强度，提高除尘效率。同时，由于高压脉冲电源输出的脉冲宽度很窄，所以其产生的电流对电极材料的损害也较小。

    2.污水处理：高压脉冲电源可以用于污水处理中的电泳、电击、电浮等工艺过程，提供高电压以强化电场力对污水中的悬浮物、胶体等颗粒同的时分，离高作压用脉。冲电源也可以为水处理设备的电极提供保护，防止电极被腐蚀。

    3.空气净化：高压脉冲电源可以用于静电除尘和光化学反应中，提供高电压以分离和去除空气中的微小颗粒物和有害气体。

五、脉冲电源的参数如何设置?

    用户的负载需要断续加电，即按照一定的时间规律，向负载加电一定的时间，然后又断电一定的时间，通断一次形成一个周期。如此反复执行，便构成脉冲电源。脉冲电源几个电气参数的概念：

1、输出电压：输出端红、黑两个接线柱之间的峰值电压差，面板上输出电压显示的是接通时红黑接线柱间电压差的绝对值。

2、输出电流：输出回路中通过的电流的有效值，等于接通时输出回路中的电流值(输出电流峰值)与占空比的乘积。

3、占空比：高电平所占周期时间与整个周期时间的比值。占空比=脉宽/(脉宽+脉间)

4、输出频率：通、断一次称为一个周期，输出频率是周期的反比。

5、脉冲宽度(脉宽)：直流通断小周期中通电的时间，即t。

6、脉冲间隔(脉间)：直流通断小周期中断电的时间，即T-t。

7、换向时间：

正向换向时间：输出端红黑接线柱间电压差为正值的小 周期的合计时间。反向换向时间：输出端红黑接线柱间电压差为负值的小周期的合计时间。

设置参数的操作方法：

1、首先按要求接好对应AC220V50HZ的单相电源;打开电源开关观察机器是否正常;

2、关闭脉冲启动开关(按下为启动，抬起为关闭);设置正负脉冲参数，设定正脉冲的总时间;设置开通脉宽;设置关断脉宽;(参照以上的示意图)。

一般正的总时间都要大于负的总时间几倍，不然镀上的金属在负脉冲的时间内被全部褪掉了，永远镀不上。

{总时间一定要大于(开通脉宽+关断脉宽);小于没输出;

脉冲频率=总时间/(开通脉宽+关断脉宽);假设：总时间=2000开通脉宽=10关断脉宽=2那么脉冲频率=166HZ;}

3、要用单脉冲时：把负脉冲的参数(总时间，开通脉宽，)设为零，即可。

4、要用直流时：把负参数设为0，把总时间设为最大，开通脉宽接近于总时间，关断很小即可。

5、按下脉冲启动开关;

6、再点击显示屏，进入参数设置-可设置参数，一般在贵金属电镀时，都在稳压状态下使用，设置好正负电压参数，点击屏上的启动，即可。

7、点击运行界面，可观看输出的正负脉冲峰值电压与电流，在标签上显示，在运行工作时，可任意加碱峰值的电压电流。

8、要改变脉冲参数，设置的参数要在脉冲启动开关停止时，才有效。