[發明專利]高重復頻率納秒級高壓脈沖電源

在審

• 申請號: 201910223233.0
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN111726025A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 陳鵬;施小東;祝建軍;鄭立成
• 申請（專利權）人: 浙江大維高新技術股份有限公司
• 主分類號: H02M9/06
• 分類號: H02M9/06;H02M9/04;H03K3/57;C02F1/78
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本發明公開了一種高重復頻率納秒級高壓脈沖電源，電源用于制備超高濃度臭氧水，其特征在于：高重復頻率納秒級高壓脈沖電源包括：SVPWM整流器，與交流電連接，轉換成直流電；降壓電路，與SVPWM整流器的輸出端相連接，用于對直流電進行降壓處理；納秒脈沖發生電路，通過磁環與降壓電路的輸出端連接，用于對負載端產生脈沖電壓。本發明所達到的有益效果：本方案省去了脈沖壓縮磁開關，脈沖重復頻率大大提高；實現反應器內剩余無功能量的自動回收，大大降低了單位重量臭氧發生所需的電能。

技術領域

本發明涉及一種高重復頻率納秒級高壓脈沖電源，具體涉及用于超高濃度臭氧水制備的高重復頻率納秒級高壓脈沖電源。

背景技術

臭氧水的氧化電位極高(2.07V)，僅次于氟，遠高于氯(1.36V)和二氧化氯(1.5V)，對各種高致病微生物有極強的滅菌消毒作用。高濃度臭氧水滅菌速度比氯快600-3000倍，甚至幾分鐘內就可以殺死病毒。高濃度臭氧水還可以氧化、分解水中的污染物和雜質，已經廣泛應用于污水處理等環保工程領域。

超高濃度臭氧水在晶圓和多晶硅清洗等半導體高端領域的應用前景更加廣泛。目前，日本、美國、德國等半導體設備廠商已經開發出了滿足半導體清洗應用要求的臭氧水發生器。同樣，超高濃度臭氧水制備也引起了國內同行的關注。

超高濃度臭氧水制備存在的主要問題有：能耗大，經濟性較差，不利于進一步推廣應用；需要冷卻設備，設備體積較大，使用不方便；臭氧濃度不高，臭氧生成速率不夠快，不能滿足超高濃度臭氧水制備要求。本專利提出的模塊化串聯方案成功解決了傳統臭氧發生器存在的技術難題，預計具有廣泛的市場應用。

發明內容

為解決前述問題，本發明提供了一種高重復頻率(HPRF)納秒級高壓脈沖電源，電源用于制備超高濃度臭氧水，其特征在于：

高重復頻率納秒級高壓脈沖電源包括：

SVPWM整流器，與交流電連接，轉換成直流電；

降壓電路，與SVPWM整流器的輸出端相連接，用于對直流電進行降壓處理；

納秒脈沖發生電路，通過磁環與降壓電路的輸出端連接，用于對負載端產生脈沖電壓。

進一步地，SVPWM整流器采用兩電平PWM整流電路或三電平PWM整流電路或維也納整流器電路。

進一步地，納秒脈沖發生電路包括：

單相全橋逆變電路，輸入端連接降壓電路的輸出端；

二極管整流器，輸入端穿過磁環與單相全橋逆變電路的輸出端相連接；二極管整流器的輸出端連接有存儲電容器；

脈沖電容器，與存儲電容器并聯，輸出端連接負載；

二極管整流器與脈沖電容器組成的模塊設置有至少一組，組與組之間相互并聯。

進一步地，脈沖電容器的輸出端與負載之間并聯有旁路開關；

旁路開關與脈沖電容器之間串聯有絕緣柵雙極型晶體管；

絕緣柵雙極型晶體管導通時，在負載端輸入高壓脈沖。

進一步地，旁路開關采用旁路二極管或機械開關；旁路二極管的導通方向與絕緣柵雙極型晶體管的導通方向一致。

進一步地，脈沖電容器包括：

依次串聯組成閉合回路的電阻、觸發二極管和電容器；

其中，電阻的兩端與二極管整流器并聯。

進一步地，觸發二極管中的二極管采用續流二極管。

此外，本發明還提供了一種基于高重復頻率納秒級高壓脈沖電源的單極性脈沖電源，其特征在于：