[實(shí)用新型]一種低溫等離子體產(chǎn)生電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320878161.1
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN203661400U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李黎;劉倫;張欽;胡文;林福昌
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24;A61L2/14
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于氣體放電與應(yīng)用領(lǐng)域，更具體地，涉及一種低溫等離子體產(chǎn)生電路，它尤其適用于低溫等離子體消毒箱。

背景技術(shù)

消毒殺菌是醫(yī)療單位日常工作的重要組成部分。統(tǒng)計(jì)表明，為達(dá)到預(yù)防感染的目的，醫(yī)務(wù)人員在一個工作日內(nèi)需要進(jìn)行幾十次至上百次消毒，平均約每十分鐘一次，傳統(tǒng)的液體滅菌的方式需要沖洗數(shù)分鐘，而頻繁地使用消毒液將會對醫(yī)療人員皮膚造成不良刺激；醫(yī)療器皿消毒多采用高溫高壓或藥物熏蒸類的方法，能耗高，操作繁瑣。安全、簡便、快速且無殘留毒性的低溫消毒滅菌方法已成為需要。

低溫等離子體中有大量的電子、離子、原子、分子、活性自由基以及射線。其中活性自由基和紫外射線及帶電粒子對細(xì)菌產(chǎn)生強(qiáng)烈的相互作用，構(gòu)成了全方位對細(xì)菌或病毒的滅殺環(huán)境，效率高，時間短，且產(chǎn)生等離子體的氣體可以完全采用無毒氣體，不會對人體和環(huán)境產(chǎn)生危害。因此，低溫等離子體滅菌技術(shù)有取代傳統(tǒng)的滅菌方法的趨勢，成為新一代消毒滅菌技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)如中國專利201220409057.3，需要在真空裝置中產(chǎn)生非熱等離子體，不能直接用于人員消毒；又如中國專利200910038771.9，需要滅菌液(如過氧化氫)來達(dá)到消毒的目的；再如中國專利201010536684.9，采用脈沖放電產(chǎn)生低溫等離子體，往往需要非常高的高壓電源激勵，絕緣安全處理較難。

通過外加高頻交流電源促使電極放電是產(chǎn)生低溫等離子體的常用方法，其放電形式通常為電暈放電和介質(zhì)阻擋放電。電暈放電容易在常壓下實(shí)現(xiàn)，但其均勻性差，電子密度和能量低，活性物質(zhì)相對較少，且不容易獲得大體積的等離子體。介質(zhì)阻擋放電功率密度適中，放電產(chǎn)生的低溫等離子體均勻的充滿放電氣體間隙，不需要抽真空設(shè)備，放電噪聲小，但由于在空氣中介質(zhì)阻擋放電放電由大量的高能密放電電流細(xì)絲組成，因此其產(chǎn)生的低溫等離子體均勻性欠佳且穩(wěn)定性較差。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提出了一種低溫等離子體產(chǎn)生電路，目的在于能在常壓下產(chǎn)生低溫等離子體，能量密度適中，放電電流極小，噪音小、無明顯的溫升，輻射小。

本實(shí)用新型提供的一種低溫等離子體產(chǎn)生電路，其特征在于，它包括整流電路、正弦逆變電路、高頻升壓變壓器和放電電路；

整流電路用于將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓；它包括單相整流全橋、第一濾波電感、限流電阻、繼電器和直流側(cè)電容；單相整流全橋的輸入端接交流電源，單相整流全橋輸出端的正極接到第一濾波電感的一端，第一濾波電感的另一端連接到限流電阻的一端，繼電器與限流電阻并聯(lián)，限流電阻的另一端連接到直流側(cè)電容的一端，直流側(cè)電容的另一端連接到單相整流全橋輸出端的負(fù)極；

正弦逆變電路用于將直流電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率的正弦交流電壓；它包括IGBT逆變?nèi)珮颉⒌谝粸V波電容和第二濾波電感；IGBT逆變?nèi)珮虻妮斎攵伺c直流側(cè)電容的兩端并接，IGBT逆變?nèi)珮蜉敵龆说年枠O接到第一濾波電容的一端，第一濾波電容的另一端接到第二濾波電感的一端，第二濾波電感的另一端用于連接高頻升壓變壓器；

高頻升壓變壓器用于將正弦電壓升壓；高頻升壓變壓器的原方線圈的一端與第二濾波電感的另一端連接，另一端接到IGBT逆變?nèi)珮蜉敵龆说年帢O；高頻升壓變壓器的鐵芯接地，高頻升壓變壓器的副方線圈的一端連接放電電路；高頻升壓變壓器副方繞組的另一端接地；

放電電路用于形成介質(zhì)阻擋電暈放電來產(chǎn)生低溫等離子體；它包括第二濾波電容、第一放電電極和第二放電電極；放電電極和放電電極的陽極均與高頻升壓變壓器的副方線圈的一端連接，并聯(lián)電容與高頻升壓變壓器的副方繞組并聯(lián)，放電電極和放電電極的陰極接地。

本實(shí)用新型將合適的電暈放電與介質(zhì)阻擋放電相結(jié)合，形成比介質(zhì)阻擋放電穩(wěn)定均勻，能量利用效率又高于電暈放電的介質(zhì)阻擋電暈放電，可用于獲得低溫等離子體。具體而言，本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

(1)電極放電形式為沿面介質(zhì)阻擋電暈放電，綜合了電暈放電和介質(zhì)阻擋放電的優(yōu)點(diǎn)，能在常壓下產(chǎn)生低溫等離子體，能量密度適中，放電電流極小，噪音小、無明顯的溫升，輻射小，對操作人員和周圍環(huán)境無不良影響。

(2)本實(shí)用新型電路用于消毒箱時，兩組放電電極對稱放置，固定在消毒箱腔體，同時產(chǎn)生低溫等離子體，且放電均勻，活性粒子濃度高，電源能量利用效率高，放電面積可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)節(jié)。解決了傳統(tǒng)滅菌方式能耗高，效率低，滅菌后有殘留，對操作人員及器械有損害，對周圍環(huán)境有影響的問題。

附圖說明