毕业设计任务书一、课题名称：低温等离子体消毒灭菌设备的电源设计二、指导老师：林波三、设计内容与要求1、课题概述关于低温等离子体的消毒灭菌机理，迄今为止人们还不能够给出比较圆满的答案。
大多数气体都能够放用混合气体激发等离子体，其消毒灭菌效果往往比单一中性气体好。
低温等离子体消毒灭菌技术的关键之一是其高压高频电源。
对高压高频电源的最重要的要求是体积小，重量轻，易于控制和高可靠性。
传统的高压电源因其体积和重量都比较大，且可靠性较低，不能满足各种实际应用场合的要求。
随着电力电子技术的发展，采用正弦波脉冲宽度（SPWM）调制的高压逆变电源可以达到上述要求，从而能较好的提高低温等离子体消毒灭菌技术的系统水平。
本课题就是设计一个SPWM调制的高压逆变电源，应用于低温等离子体消毒灭菌设备。
2、设计内容与要求1)、设计内容简单说明各种低温灭菌方法的优缺点，阐述等离子体低温灭菌的突出优越性，然后稍加展开说明离子体低温消毒灭菌的原理。
◆阐述等离子体的物理效应和应用。
◆简单论述系统构成。
◆简单论述低温等离子体消毒灭菌系统对高压高频电源的要求。
◆分析高压高频电源的系统组成，进行系统论证、主要电路模块的功能论证。
◆对高压高频的系统进行系统指标设计，对各部分电路进行设计计算。
◆设计并说明对高压高频电源的系统及各部分电路进行调试的方法和步骤。
◆指明高压高频电源可能存在的问题，说明解决的方法与途径。
（要求学生学习过电力电子技术）2）、设计要点：a) 本设计是基于SPWM脉宽调制技术的全桥高频逆变电路的一整套高压高频电源。
b) 指标要求顺序：可靠、高精度、体积小、重量轻、简单、经济、低成本、低能耗、低电磁污染。
3）、系统组态：a) 服务对象——等离子体发生器；b) 市电整流和滤波电路，获得需要的直流电源；c) 直流斩波电路，获得可调的从0伏开始的直流电源；d) 基于SPWM脉宽调制技术的全桥高频逆变电路和低通滤波器，获得频率可变的高频电压。
其中正弦波发生器的设计可以选用成熟电路（几片集成电路组合设计）或自行设计电路。
SPWM控制电路可以自行设计或选用国外的专用芯片（例如LM4651）进行设计；e) 高频升压变压器，获得高频高压的正弦电压。
4）、系统主要技术指标：输出电压幅度变化范围；输出电压频率变化范围：-10℃—40℃；市电电源供电。
四、设计参考书与期刊杂志：《等离子物理学》、《电力电子技术》、《电子技术》、《检测技术》、《电工手册》、《电子元件手册》、“物理学报”、“电力电子技术”、“自动化技术”等。
毕业设计任务书(小三、宋体、加粗、居中)一、课题名称：XXXXX（小四、宋体）二、指导老师：XXX(小四、宋体)三、设计内容与要求（小四、宋体）课题概述（五号、宋体）设计内容与要求（五号、宋体）四、设计参考书（小四、宋体）XXXXX（五号、宋体）五、设计说明书要求（小四、宋体）（以下五号、宋体）封面目录内容摘要（200～400字左右，中英文）引言正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点）结束语附录（参考文献、图纸、材料清单等）六、毕业设计进程安排（小四、宋体）（以下五号、宋体）1、毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导老师审阅，由指导老师写出审阅意见。
学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。
答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、试验方法、测试方法，测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。
2、毕业设计论文要求文字要求：说明书要求打印（除图纸外），不能手写。
文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。
图纸要求：按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。
曲线图标要求：所有曲线、图标、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。
附3：毕业设计进程（8周时间）暑假：前期准备，完成毕业设计相关资料的收集、设计方案的确定。
第1~2周：方案设计讨论，教师辅导；第3周：分系统方案论证、设计初稿；第4~5周：分系统方案设计初稿；第6周：第一次检查，讨论并改写文稿；第7周：第2次检查，完善文稿辅导答辩；第8周：设计书成绩评定、答辩。
前言将等离子体技术用于消毒灭菌技术上具有极高的潜在应用价值。
因而要求等离子体发生器具有体积小，重量轻，易于控制和高可靠性的特点。
作为等离子体发生器中一个重要的组成部分——等离子体高压电源则起到关键作用。
它的性能在很大程度上影响等离子体发生器的性能。
传统的高压电源因体积和重量都大，且性能不好，满足不了实际应用的需要。
随着电力电子技术和开关器件的发展，高压逆变电源的高频化及脉宽调制波形改善技术使得高压电源的性能成倍提高，体积成倍减小，应用范围越来越广。
针对等离子体高压电源的特殊要求，本文将SPWM技术用于该电源控制中，它具有原理简单、控制和调节性能好，具有消除谐波、调节和稳定输出电压等诸多特点，研制了一台单相输出电压可调、频率连续可调的等离子体高压电源。
等离子体是由电子、离子等带电粒子构成的物质第四态，在等离子体高频电磁场中受带电粒子轰击以及紫外线辐照等作用，细菌病毒细胞上的电荷分布被彻底破坏并形成电击穿而迅速死亡。
等离子体消毒灭菌技术是新一代的高科技灭菌技术，它能克服现有灭菌方法的一些局限性和不足之处，提高消毒灭菌效果。
例如对于不适宜用高温蒸汽法和红外法消毒处理的塑胶、光纤、人工晶体及光学玻璃材料、不适合用微波法处理的金属物品，以及不易达到消毒效果的缝隙角落等地方，采用本技术，能在低温下很好地达到消菌灭菌处理而不会对被处理物品造成损坏。
本技术采用的等离子体工作物质无毒无害。
本技术还可应用到生产流水线上对产品进行消毒灭菌处理。
针对等离子体高压电源的特殊要求，本文将SPWM技术用于该电源控制中，它具有原理简单、控制和调节性能好，具有消除谐波、调节和稳定输出电压等诸多特点，研制了一台单相输出电压可调、频率连续可调的等离子体高压电源。
摘要低温等离子消毒技术因其具有快捷、安全和高效率等优点而受到国内外广泛研究。
本设计是利用介质阻挡放电产生等离子体原理，研制一种等离子消毒电源。
是基于SPWM脉宽调制技术，利用LM4651驱动器的PWM控制能力的全桥高频逆变电路和低通滤波器，获得频率可调的高频电压。
实现了对负载频率的可靠跟踪和对逆变状态的可靠控制。
关键词：低温等离子体；SPWM调制技术；电源AbstractThe technology of the low-temperature sterilization has been researched by all over the world because of its many advantages such as fast, safe and high efficiency.The present design is the use of dielectric barrier discharge plasma principle, the development of a plasma sterilization power.This design is based on the SPWM pulse-duration modulation technology. And take advantage of the LM4651 drives PWM control’s entire bridge high frequency inversion electric circuit and the low pass filter, obtains the frequency adjustable voltage, the power supply can track the load resonant frequency rapidly and accurately.Key words: low-temperature plasma; SPWM modulation; power目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章低温等离子体消毒灭菌设备的概述 (1)1.1消毒的定义 (1)1.2 灭菌的定义 (1)1.3 低温等离子体的形成 (2)1.4 低温等离子体灭菌器的应用 (2)1.5 低温等离子体灭菌器的优势 (3)第2章离子体高压电源主电路的论证和设计 (5)2.1 电源的系统结构 (5)2.2工频整流滤波电路 (5)2.2.1 单相桥式整流电路论证及设计 (6)2.2.2.方案的选择 (14)2.2.3 滤波电路的论证及设计 (15)2.2.4 滤波电路的选择 (18)2.3 DC/AC逆变电路 (19)2.3.1 逆变电路的选择 (19)2.3.2 电压型逆变电路的原理 (20)2.3.3 脉宽调制（PWM）型逆变电路 (22)2.3.4 开关管的选择 (27)第3章控制保护电路的论证及设计 (24)3.1 整流逆变控制电路 (25)3.2 RC串并联式正弦波振荡电路 (28)3.3 相应的显示电路及辅助电路 (32)3.4 辅助电源 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录 (37)系统总设计图 (38)第1章低温等离子体消毒灭菌设备的概述1.1消毒的定义所谓消毒，就是用物理、化学等方法杀死病原微生物以防止传染病传播的措施。
利用物理、化学等方法杀死病原微生物以防止传染病传播的措施。
常用的消毒法有物理的加热消毒法和化学的药剂消毒法。
加热能使病原微生物细胞中的蛋白质凝固并使酶失活，因而能杀死微生物。
煮沸是最常用的加热消毒法，一般不产芽孢的微生物经5分钟煮沸就可被杀死。
用于消毒的化学药剂称消毒剂。
常用的消毒剂种类很多，有75%酒精、碘酒、红溴汞（红药水）、龙胆紫（紫药水）、氯等。
大多数消毒剂能使蛋白质凝固，碘酒中的碘能与蛋白质中的氨基酸结合，红溴汞中的汞能与蛋白质中的巯基结合，氯在与水作用时放出具有很强氧化能力的新生氧，使蛋白质氧化变性。
消毒剂一般只对细菌的营养体有效，而对芽孢很少有杀死作用。
消毒在日常生活中应用于传染病的预防，如对饮水、食品、餐具等通过煮沸进行消毒。
牛奶、饮料等食品可放在62～63℃下处理30分钟进行消毒。
这样既可将结核分枝杆菌、伤寒沙门氏菌等病原微生物杀死，又不影响牛奶、饮料等的风味。
英国医生李斯特于1865年首先使用石炭酸对医生的双手、手术器械、包扎绷带、手术部位等进行消毒，其后外科手术的死亡率很快从45～80%下降为15%。