[實用新型]一種用于脈沖電場滅菌的高壓方波脈沖供電電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320735362.6
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN203522569U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏新勞;李玉龍
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張利明

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種高壓方波脈沖供電電路。

背景技術(shù)

現(xiàn)有脈沖電源是利用升壓變壓器將工頻交流電壓升壓到一定幅值，整流后通過儲能器件儲存電能，并通過開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，將大量能量瞬間釋放，形成具有一定幅值、頻率和脈寬的脈沖高壓。高壓方波脈沖電源用于脈沖電場滅菌技術(shù)中，當(dāng)細菌在高壓脈沖的作用下，會使細菌的細胞膜上的磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)暫時變得不穩(wěn)定，在外部脈沖電場的作用下會使細菌的細胞膜壓縮，形成小孔，使得細胞膜通透性增加，外部小分子如水分子會通過小孔進入細胞內(nèi)，致使細胞的體積膨脹，隨著作用時間的增加，細胞的體積越來越大，最終導(dǎo)致細胞膜破裂，內(nèi)容物外泄，導(dǎo)致細菌死亡。

采用絕緣柵雙極型晶體管IGBT（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor），配合脈沖升壓變壓器的高壓脈沖電源的工作過程為：交流220V電源供給升壓變壓器，升壓變壓器升壓后經(jīng)整流橋變成直流電壓，直流高壓給儲能電容器C充電，由復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD（Complex?Programmable?Logic?Device）來產(chǎn)生脈沖觸發(fā)信號后經(jīng)絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅(qū)動，如圖1所示。然而現(xiàn)有高壓方波脈沖電源一旦電源負載部分發(fā)生短路或擊穿，電路中將產(chǎn)生較大短路電流，由于整個電源缺少限流保護電路，短路電流致使功率開關(guān)器件損壞，因此該電源可靠性不高；在波形傳輸時，由于存在升壓變壓器和脈沖升壓變壓器，因此會導(dǎo)致波形失真；該種高壓方波脈沖電源需要初級能源側(cè)提供較高功率用于升壓。

實用新型內(nèi)容

本實用新型是為了解決現(xiàn)有高壓方波脈沖電源在發(fā)生短路或擊穿時產(chǎn)生過流現(xiàn)象而損壞元件，且波形易失真、功率損耗大的問題，現(xiàn)提供一種用于脈沖電場滅菌的高壓方波脈沖供電電路。

一種用于脈沖電場滅菌的高壓方波脈沖供電電路，它包括：第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一電感、第二電感、第三電感、第四電感、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第六二極管、功率開關(guān)和阻抗；

第一電容的一端與第一電感的一端同時作為三相電源的第一接口，第二電容的一端與第二電感的一端同時作為三相電源的第二接口，第三電容的一端與第三電感的一端同時作為三相電源的第三接口；

第一電容的另一端、第二電容的另一端和第三電容的另一端同時接地；

第一電感的另一端同時連接第一二極管的負極和第四二極管的正極，第二電感的另一端同時連接第二二極管的負極和第五二極管的正極，第三電感的另一端同時連接第三二極管的負極和第六二極管的正極；

第四二極管的負極、第五二極管的負極、第六二極管的負極、第四電容的一端、功率開關(guān)的發(fā)射極和阻抗的一端同時接地；

第一二極管的正極、第二二極管的正極、第三二極管的正極和第四電容的另一端同時連接第四電感的一端；

第四電感的另一端和功率開關(guān)的集電極同時連接阻抗的另一端；

阻抗用于承載待滅菌介質(zhì)，還用于對待滅菌介質(zhì)施加脈沖電壓。

所述第四電感的電感值為500mh。

所述阻抗的阻值為50Ω。

本實用新型所述的一種用于脈沖電場滅菌的高壓方波脈沖供電電路，通過整流得到直流電流，該直流電流由功率開關(guān)控制，當(dāng)功率開關(guān)導(dǎo)通時，整個電路中，每相電壓均施加在了限流電感上，電路中流通的電流為固定值，當(dāng)負載發(fā)生短路或擊穿時，短路電流仍為該固定值，使由于過大短路電流造成的電路元件損壞率降低了100%，并且能夠根據(jù)接入的阻抗的大小調(diào)節(jié)電源輸出的高壓幅值；本實用新型所述的高壓方波脈沖電源中不需要使用變壓器，輸出波形不會失真，同時減少了電器元件，使結(jié)構(gòu)簡化；由于電源電路中的電容對電感產(chǎn)生的感性電流進行補償，因此使電源側(cè)的無功功率降低了100%。本實用新型所述的一種用于脈沖電場滅菌的高壓方波脈沖供電電路，適用于在脈沖電場滅菌技術(shù)中進行滅菌工作。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的一種高壓方波脈沖電源的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2的虛線框內(nèi)為一種用于脈沖電場滅菌的高壓方波脈沖供電電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：參照圖2具體說明本實施方式，本實施方式所述的一種用于脈沖電場滅菌的高壓方波脈沖供電電路，它包括：第一電容11、第二電容12、第三電容13、第四電容14、第一電感21、第二電感22、第三電感23、第四電感24、第一二極管31、第二二極管32、第三二極管33、第四二極管34、第五二極管35、第六二極管36、功率開關(guān)4和阻抗5；