วิธีการผลิตโอโซนโดยใชเทคนิคพัลสวิดมอดดูเลชั่น
OZONE GENERATING METHOD USING PLUSE WIDTH MODULATION
ศิศีโรตม เกตุแกว 1
Siseerotm Ketkaew 1
1
Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Mahanakorn University of
Technology, Bangkok 10530, Thailand; e-mail address : siseerot@hotmail.com
บทคัดยอ : บทความนี้นําเสนอการออกแบบ และกระบวนการผลิตโอโซนโดยใชเทคนิคพัลสวิดมอดดูเลชั่น
ดวยแหลงจายไฟฟากระแสสลับแรงดันสูงความถี่สูงแบบสวิตชิ่ง
โดยใชหลักการของวงจรฮาลฟบริดจ
อินเวอรเตอร โดยใชไอซี TL494 ควบคุมการทํางานของอุปกรณสวิตชิ่ง โดยการออกแบบวงจรอินเวอรเตอร
ใหทํางานที่ความถี่ 10 – 100 กิโลเฮิรต ผานหมอแปลงสวิตชิ่งความถี่สูงเพื่อใหไดแรงดันเอาตพุต 2.7 kVp
และไดประยุกตใชสนามไฟฟาแบบไมสม่ําเสมอสูงในการออกแบบชุดอิเล็กโตรดซึ่งใชสแตนเลสในเครื่อง
ผลิตโอโซน โดยออกแบบใหทํางาน 1 ชั่วโมง และสามารถผลิตโอโซนไดสูงสุด 1.2 กรัมตอชั่วโมง
Abstract This paper presents the design of the ozone generating procedure using Pulse
Width Modulation (PWM) with high voltage high frequency inverter. With the working
process of the increasing voltage half - bridge inverter, TL494 is in controlled of the
switching. The half bridge inverter is designed to operate at 10 – 100 kHz frequency through
a high frequency switching transformer at output voltage of 2.7 kVp. By adapting the highly
nonuniform electric field to the stanless electrode design of the ozonizer, one-hour operating
yields the maximum ozone generating capacity of 1.2 gO3/hr.
Design and Calculation : Design of high voltage high frequency half – bridge inverter : The
erection of switching of high voltage high frequency using TL494 to erect Pulse Width
Modulation or PWM to be the circuit of controller the switching that use MOSFET to be the
equipment in conducting which has the speed of switch about 10 - 100 kHz at output voltage
of 2.7 kVp. The Calculating of energy in electrode tube is W = 1 ∫ ε E 2dv , E = 2 W ,
2
εV
Energy is used 2.0472 – 3.212 W-h
Stainless
20 cm
r1=1.3cm r2=1.45cm r3=1.65cm
Aluminium
Air in
Dielectric 1 (Air)
Dielectric 2
(Glass tube)
Figure 1. The Structure of Electrode Tube
Air out
15 VDC
10k
Output
16 15 14 13 12 11 10 9
TL494
1
2
3
4
5
6
7
8
3.6k
0.01 uF
2.2k
Figure 2. The Control Circuit (IC TL494) and The Structure of Electrode Tube
Results, Discussion and Conclusion: The Testing of High Voltage High Frequency Half
bridge Inverter and The Comparison between Frequency and Ozone Quantity. Conclusion :
The ozonizer enables to produce the ozone in 1.2 gO3/hr at voltage 2.7 kVp and frequency
100 kHz. In part of switching circuit that controls the voltage of switching transformer , can
use the duty cycle (PWM) for adjusting the size of the voltage as needed.
Figure 3. (a) Signal of MOSFET drive, (b) Signal of primary voltage of switching
transformer and (c) Signal of output voltage of switching transformer at 25 kHz
The Comparison between High Frequency and Ozone Quantity
High Frequency (kHz)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Ozone Quantity (gO3/hr)
0.26
0.35
0.42
0.57
0.66
0.71
0.84
0.89
0.91
1.2
References: [1]. C., G, “High-Frequency Switching Power Supplies-Theory and Design,”
New York, McGraw – Hill, 1989.
[2]. G. , K.D, “Power Semiconductor Controller drive,” Prentice – Hall, 1989.
[3]. R. , M.H , “Power Electronics Circuit Devices and Application,” Prentice –
Hall International, 1988.
Keyword : ozone, high voltage high frequency transformer and half bridge inverter