一种远程等离子体的磁芯散热温度调节方法及调节系统与流程

本发明涉及等离子发生器，特别涉及一种远程等离子体的磁芯散热温度调节方法及调节系统。

背景技术：

1、等离子发生器是一种人工方法获得等离子体的装置，常应用于化工、冶金等领域，远程等离子发生器利用等离子源在反应区之外合成等离子体，在气流、电场、磁场等作用下将等离子体引入反应区，铁氧体磁芯温度过高，会导致磁芯材料会瞬间失去磁性，容易烧毁功率器件。因而磁芯散热的控制效果直接影响设备运行的安全性。

2、在现有技术中，公布号cn113280935a公开了一种铁氧体移相器磁芯温度检测装置及检测方法，无需埋入温度传感器，且采用铁氧体单线圈激励方式，产品结构简化，激励电路简单，微秒级的响应速度，纳秒级的延迟时间，能够较精确的实现铁氧体磁芯的温度采集的；公布号cn117631720a公开了提供了用于远程等离子发生器的温控方法及系统，方法包括：根据单位正、负离子基准吸收热量、单位负离子基准吸收热量，结合正、负离子产生量，对电击发生腔体预测热量进行衰减生成发生腔体理论增加热量，交互热电偶监测发生腔体温度序列，基于发生腔体理论温度进行异常温度解析，获得温度异常系数，当其不满足预设温控条件，生成温度预警信息，发送至远程等离子发生器管理终端。

3、但现有技术中远程等离子发生器的过热监测大多仅能预先设定门限值，触发才预警，导致等离子磁芯温度管理效率低下，且等离子磁芯的散热调节采用固定运行参数的设置方式，散热调节方法的智能化较低，能源消耗量较大，磁芯达到热平衡点时间较长。

技术实现思路

1、本申请通过提供一种远程等离子体的磁芯散热温度调节方法及调节系统，解决了现有技术中等离子铁氧体磁芯的散热调节效率较低的技术问题，提高了铁氧体磁芯的散热效率。

2、本申请实施例提供了一种远程等离子体的磁芯散热温度调节方法，包括以下步骤：

3、s1：通过温度传感器检测磁芯的实时温度值ts，并与第一参考温度值tref1进行比较，若ts＞tref1，则执行步骤s2；

4、s2：增加腔体水盘的冷却水水流量并且提高散热风扇转速，间隔设定时间ta后，持续将实时温度值ts与第二参考温度值tref2进行比较，若ts＞tref2，则执行步骤s3；

5、s3：降低谐振变换器的输出频率fs，从而减小磁芯温度，间隔设定时间tb后，执行步骤s4；

6、s4：将输出频率fs控制在所述谐振变换器的谐振频率fsn处，进一步降低温度，使系统快速到达热平衡；将频率信号fsn输入给pwm移相调频控制器得到开关管的驱动信号。

7、上述实施例的有益效果在于：本磁芯散热温度调节控制方法通过三段式温度控制策略易于高效地实现降温，使得系统快速地进入热平衡状态，实现监控反馈的智能化，提升远程等离子源系统稳定性。

8、在上述实施例基础上，本申请可进一步改进，具体如下：

9、在本申请其中一个实施例中，通过闭环调节所述谐振变换器的输出电流值ipri、输出电压vloop来降低谐振变换器的输出频率fs。

10、本申请实施例还提供了一种采用上述远程等离子体源耦合变压器的磁芯散热温度调节方法的调节系统，包括控制单元、pwm驱动单元、lcl谐振变换器、采样单元、温控单元、散热单元；

11、所述控制单元用于控制所述pwm驱动单元输出脉冲信号；所述lcl谐振变换器用于将所述pwm驱动单元输出的所述脉冲信号转换为交流源，并为点火电路提供输入交流源；所述采样单元用于采集所述lcl谐振变换器的输出电压、电流并反馈给控制单元；所述温控单元用于采集磁芯的实时温度并在所述实时温度超过设定值时发生对应触发信号至所述控制单元，所述控制单元根据所述触发信号调节所述散热单元散热功率，及调节所述lcl谐振变换器的输出电流、输出电压和/或输出频率。

12、在本申请其中一个实施例中，所述温控单元包括设置于所述磁芯的温度传感器和第一运放比较器和第二运放比较器，所述第一运放比较器用以在所述磁芯的实时温度超过所述第一运放比较器设定的所述第一参考温度值tref1时，触发第一触发信号flag1至所述控制单元，所述第二运放比较器在所述第一触发信号flag1被触发后比较所述磁芯的实时温度与所述第二运放比较器设定的所述第二参考温度值tref2，若所述磁芯的实时温度大于所述第二参考温度值tref2则触发第二触发信号flag2至所述控制单元。通过多段式温度控制策略易于高效地实现降温，实现监控反馈的智能化。

13、在本申请其中一个实施例中，所述散热单元包括导热片、热管和所述腔体水盘，所述导热片设置于所述磁芯和所述热管、所述热管和所述腔体水盘之间，所述腔体水盘内部连通有冷却水，所述腔体水盘外部设置有散热风扇；所述磁芯的热量通过所述导热片传递到所述热管，所述热管再将热量通过所述导热片传递到所述腔体水盘上。腔体水盘接入冷却水将热量散发出去散热出去，通过冷却水循环降温结合风冷的方式能够实现快速降温。

技术特征：

1.一种远程等离子体的磁芯散热温度调节方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的磁芯散热温度调节方法，其特征在于：通过闭环调节所述谐振变换器的输出电流值ipri、输出电压vloop来降低谐振变换器的输出频率fs。

3.一种采用如权利要求1-2任一所述的远程等离子体源耦合变压器的磁芯散热温度调节方法的调节系统，包括控制单元、pwm驱动单元、lcl谐振变换器、采样单元、温控单元、散热单元；

4.根据权利要求3所述的调节系统，其特征在于：所述温控单元包括设置于所述磁芯的所述温度传感器和第一运放比较器和第二运放比较器，所述第一运放比较器用以在所述磁芯的实时温度超过所述第一运放比较器设定的所述第一参考温度值tref1时，触发第一触发信号flag1至所述控制单元，所述第二运放比较器在所述第一触发信号flag1被触发后比较所述磁芯的实时温度与所述第二运放比较器设定的所述第二参考温度值tref2，若所述磁芯的实时温度大于所述第二参考温度值tref2则触发第二触发信号flag2至所述控制单元。

5.根据权利要求3所述的调节系统，其特征在于：所述散热单元包括导热片、热管和所述腔体水盘，所述导热片设置于所述磁芯和所述热管、所述热管和所述腔体水盘之间，所述腔体水盘内部连通有冷却水，所述腔体水盘外部设置有散热风扇；所述磁芯的热量通过所述导热片传递到所述热管，所述热管再将热量通过所述导热片传递到所述腔体水盘上。

技术总结
本发明公开了等离子体技术领域内的一种远程等离子体的磁芯散热温度调节方法及调节系统，该调节方法包括以下步骤：通过温度传感器检测磁芯的实时温度值Ts，并与第一参考温度值Tref1进行比较；若Ts＞Tref1，则执行：增加腔体水盘的冷却水水流量并且提高散热风扇转速，间隔设定时间t<subgt;a</subgt;后，持续将实时温度值Ts与第二参考温度值Tref2进行比较；若Ts＞Tref2，则执行：降低谐振变换器的输出频率fs，间隔设定时间t<subgt;b</subgt;后；将输出频率fs控制在所述谐振变换器的谐振频率fsn处，进一步降低温度，使系统快速到达热平衡。本磁芯散热温度调节控制方法通过三段式温度控制策略易于高效地实现降温，实现监控反馈的智能化，提升远程等离子源系统稳定性。

技术研发人员：顾小军,潘小刚,束寅志,朱培文
受保护的技术使用者：江苏神州半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/17