高压静电除尘器中振打控制电路的EDA设计

0 引言

随着国家对烟气排放要求越来越严格，电除尘器技术已被广泛应用并取得很大进展。振打控制是电除尘器的基本功能之一，是实现“全自动控制”不可或缺的环节。对整个静电除尘器的启动、停止、紧急停机功能一般系统都能做到，但其间程序繁多，且出现问题不易修改，使得无法更好地将振打的理论效果较好体现于实践中。

文中设计了一种新型电除尘器振打控制电路，利用EDA(电子设计自动化)技术，采用先进的VHDL硬件电路描述语言，使得尽管目标系统是硬件，但整个系统的设计和修改如同对软件作用一样方便和高效。

1 电路设计原理

智能型振打控制要求振打及时且不引起二次扬尘。此处设计的振打控制器，可以实现准确控制振打电路的通断，并根据实际需要设置振打间隔周期，以及每次振打的时间等。由现场测量得知，电除尘器的振打要求是：电源接通后，系统先进行一次20S的振打，经过延时一定周期—40min后，再进行20S的振打，周而复始，以保证电除尘器的正常运行。这个环节的主要组成部分是一个脉冲发生器，文章是通过控制脉冲波形，来实现周期的一定性和每次振打时间的准确性。

2 20S的延时振打电路

对于20S延时振打电路，是通过由CC555构成的单稳态电路来实现。单稳态触发器只有一个稳定状态和一个暂稳态，在外界触发脉冲的作用下，电路从稳态翻转到暂态，然后在暂态停留一段时间Tw后又返回到稳态。此处暂态控制20S的延时振打。延时振打时间Tw只与元件R和C的参数有关。要使Tw=20s，只需令C=lOOuF，R=200k。电路如1所示。

图1 20S的延时振打原理图

3 40min周期控制的电路

对于20S周期的系统，要将其转化为40min，采用由七个D触发器构成的二分频计数器来实现，二分频的结果是频率降低一半，周期增加一倍，即初始周期为20S，经过7个二分频器后，其周期依次变为40S、80S、160S、320S、640S、1280S、2560S。

第1个D触发器的输入时钟为需要分频的系统时钟，将该D触发器的输出取反做该触发器的输入;第2个触发器的时钟为第1个D触发器的输出，将第2个D触发器输出取反作其输入，依此类推。

40min周期控制的VHDL代码及仿真波形

电路七次分频(即1280S变2560S)的VHDL代码：

仿真波形如2所示。

图2 七次分频仿真波形

4 结束语

通过7个连续的D触发器和555单稳态触发器分别实现40min的振打周期和20s的延时振打。此设计可以严格控制，调节振打时间。对于不同性质的粉尘，可通过修改VHDL程序及参数设置对所设电路的调整，实现针对性振打。经过QuatusⅡ仿真，所示各项指标均符合设计要求，从而验证了该设计方案的正确性与可行性。