[發明專利]高壓脈沖發生器單元

在審

• 申請號: 202180081185.1
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN116669570A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 佩爾·里路加;漢申里克·卡倫博恩
• 申請（專利權）人: 博奧普緹賽普特科技公司
• 主分類號: A23L3/32
• 分類號: A23L3/32
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張少波;楊明釗

本發明描述了高壓脈沖發生器單元，該高壓脈沖發生器單元包括初級側、變壓器和次級側，其中初級側包括繞組，并且其中次級側包括多個繞組和多個脈沖模塊單元(PMU)，并且其中每個PMU包括繞組和開關元件。

技術領域

本發明涉及一種高壓脈沖發生器單元。

背景技術

過去已經描述了不同類型的高壓脈沖發生器，其屬于PEF(脈沖電場)領域或用于PEF領域。例如，在WO2009/126084中，公開了用于將可泵送介質暴露于電場的布置，其中該布置包括用于產生電壓的至少兩個電源，其中相應的電源被布置用于同步控制以在所述至少兩個電源中的至少兩個電源之間建立串聯連接，并且其中在第一電極板和第二電極板之間產生所得的合成電壓，該所得的合成電壓在第一電極板和第二電極板之間產生電場。

本發明涉及提供改善的高壓脈沖發生器單元，其在PEF產生領域中特別有效。

發明內容

上述后一個目的通過包括初級側、變壓器和次級側的高壓脈沖發生器單元來實現，其中初級側包括繞組，并且其中次級側包括多個繞組和多個脈沖模塊單元(PMU)，并且其中每個PMU包括繞組和開關元件。具有其變壓器的高壓脈沖發生器單元具有一個或若干個初級繞組和多個次級繞組。具有一個初級繞組的優點是所有功率都通過該初級繞組傳輸。這意味著變壓器之前的部件的尺寸可被設計為處理所有功率，這導致初級側上的部件數量更少，從而降低了成本和尺寸兩者。這還簡化了生產和測試。具有兩個或若干個初級繞組的優點是能夠將初級側構建到可以找到標準部件的功率水平。然后可實現更高的總功率輸出，但是仍然在初級側使用標準部件。

根據本發明并且如上所述的高壓脈沖發生器單元提供了若干優點。首先，電壓獨立地分配在若干電路上，諸如分配在多個IGBT上，如下文進一步討論的。其次，每個此類IGBT僅負責其自己的電壓。此外，通過分配，脈沖高度的建立是簡單的。此外，高壓側的電壓以簡單的方式分配，而不需要額外的部件。

此外，根據本發明的其他可能的優點是僅使用所需的電壓并且僅從期望的PMU切換電壓的可能性。此外，通過使用本發明，可使不同部件之間的電流干擾最小化。此外，本發明還支持標準部件的使用，并且提供了其中可使用和組合模塊的靈活系統。根據本發明的其他優點提供了高安全性和隔離性、更快的邊沿、緊湊的能量傳遞、僅需要小面積的緊湊布置、低EMC以及串聯和并聯布置的模塊的基礎。

下文結合不同實施方案進一步描述了這些可能的優點中的若干個優點。

具體實施方式

下文公開了本發明的一些具體實施方案。此外，還進一步論述了本發明的不同替代方案、細節和優點。

根據一個具體實施方案，初級側包括一個單繞組。這可能是有利的，因為其使得能夠經由一個單電源對系統進行饋電。根據本發明，次級側包括多個繞組。在次級側上設置多個繞組的原因在于，諸如IGBT或MOSFET之類的開關元件有利于放置在次級側上，因為下降和上升時間變得更快。最成本有效和能量有效的方式是在若干個開關元件上分配高電壓，這就是多個繞組是有利的原因。使用低成本的標準部件來進行構建是可能的。在次級側上的每個繞組之后的部件是獨立的。這簡化了結構，因為如果部件具有值的變化，諸如電容量或切換時間的變化，則問題較少。此外，還可以注意到，如果提供若干個開關元件，則它們可并聯連接或串聯連接。

根據本發明，次級側包括多個脈沖模塊單元(PMU)，并且其中每個PMU包括繞組和開關元件。根據本發明的又一個具體實施方案，次級側包括多個脈沖模塊單元(PMU)，其中一個或多個PMU包括繞組、整流橋、電容器和開關元件。電容器存儲高電壓，并且通過一個或多個晶體管將該電壓切換到應用，例如PEF室。放置在次級側上的儲能器(諸如電容器)意指高壓脈沖不需要經過可使脈沖減速的任何電感器或變壓器。因此，脈沖的邊沿快速上升和下降，這對于一些應用諸如PEF處理而言是有利的。