1　高壓直流電源的基本工作原理和應(yīng)用

???? 高壓直流電源是將工頻電網(wǎng)電能轉(zhuǎn)變成特種形式的高壓電源的一種電子儀器設(shè)備，高壓直流電源按輸出電壓極性可分為正極性和負(fù)極性兩種。高壓直流電源已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有應(yīng)用，例如農(nóng)業(yè)環(huán)境靜電除塵，靜電噴霧殺蟲，農(nóng)業(yè)物料靜電噴涂包裹，農(nóng)產(chǎn)品加工中的靜電植絨、農(nóng)業(yè)生物靜電效應(yīng)研究、靜電殺菌、農(nóng)業(yè)種子靜電處理等等。隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和農(nóng)業(yè)工程應(yīng)用實(shí)踐對高壓靜電電源的需求逐年增多，對其精度、性能、規(guī)格、品種、類型、體積、智能化操作等方面都提出了許多新的要求，現(xiàn)有的高壓直流電源已經(jīng)不能滿足農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的許多需要，研究和開發(fā)適合農(nóng)業(yè)領(lǐng)域要求的多種新型直流高壓電源已經(jīng)成為一種客觀需求，而且其社會效益和經(jīng)濟(jì)效益都比較顯著，市場前景比較光明。

???? 回顧高壓直流電源發(fā)展歷史，高壓直流電源最初是將工頻電壓直接經(jīng)高壓變壓器升壓后整流濾波，或升壓后再倍壓整流后得到高壓的，其基本原理如圖1所示。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，后來高壓直流電源才發(fā)展到了線性高壓直流電源。

圖1　典型線形高壓直流電源示意

2　高壓直流電源近年來的發(fā)展

???? 20世紀(jì)70年代世界電源史上發(fā)生了一場革命，即20Hz的開關(guān)頻率結(jié)合脈寬調(diào)制技術(shù)(PWM)在電源領(lǐng)域的應(yīng)用。到目前為止，電源的頻率已經(jīng)達(dá)到數(shù)百Hz，應(yīng)用先進(jìn)的準(zhǔn)諧振技術(shù)甚至可以達(dá)到兆Hz水平。提高振蕩器輸出頻率可降低高壓變壓器、電抗器、平滑電容器、高壓電容器等電子器件基本性能要求和結(jié)構(gòu)體積，進(jìn)而縮小高壓電源體積。高頻化使高壓電源體積大幅度的減小，輕巧便攜，實(shí)用性和使用方便性明顯得到改善。

???? 近幾年，隨著電子電力技術(shù)的發(fā)展，新一代功率器件，如MOSFET，IGBT等應(yīng)用，高頻逆變技術(shù)的逐步成熟，出現(xiàn)了高壓開關(guān)直流電源，同線性電源相比較高頻開關(guān)電源的突出特點(diǎn)是：效率高、體積小、重量輕、反應(yīng)快、儲能少、設(shè)計(jì)、制造周期短。由于它的優(yōu)越特性，現(xiàn)在已逐漸取代了傳統(tǒng)的高壓線性直流電源。

圖2是高壓開關(guān)直流電源示意圖。同圖1相比較，它采用了脈寬調(diào)制技術(shù)，PWM技術(shù)和BUCK變換器結(jié)合以及PWM技術(shù)和逆變器技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了高壓開關(guān)直流電源輸出電壓穩(wěn)壓和輸出電流的限流功能。

圖2　典型開關(guān)高壓直流電源示意

??? 目前，世界各國正在大力研制開發(fā)新型高壓高頻電源，包含新的電源理論、新型模塊化電路、新型電子器件等，以滿足電子設(shè)備小型化、高效化和高性能化的時代發(fā)展要求。