[发明专利]极性可调方波高压脉冲电源电路及产生双极性脉冲的控制策略

说明书

技术领域

本发明涉及电气工程领域，尤其涉及一种新型极性可调方波高压脉冲电源电路及产生双极性脉冲的控制策略。

背景技术

在工业循环冷却水系统中，目前虽主要通过添加化学药品杀菌灭藻，但利用高压脉冲处理水中的细菌等微生物已经体现出良好的杀灭效果，脉冲功率技术凭借其可持续、高效、环保、无副作用的巨大优势，被认为是最有前途实现工业化应用的杀菌灭藻方法之一，具有巨大的市场价值和广泛的应用前景。

高压脉冲电源作为高压脉冲杀菌灭藻系统中的核心设备，其参数和性能直接影响到系统的处理效果。研究表明，脉冲电场强度、作用时间、脉冲上升沿以及脉冲波形的不同对生物细胞的灭活效果起着重要影响。研究发现，在其它因素都相同的条件下，陡前沿的方波脉冲电场比上升时间长的方波脉冲电场对金葡菌的杀灭效果更好；在其他条件相同的情况下，分别用于大肠杆菌、枯草杆菌、酿酒酵母等微生物的灭活时，双极性方波具有最好的灭活效果。另外，当高压脉冲直接在含有菌类、藻类的液体中放电时，负载特性较难确定，这就要求所设计的电源具有多负载适应性，能够在阻性、感性、容性等负载下正常工作。

发明内容

本发明旨在实现脉冲电源电压、频率、脉宽、极性可调，并具有较快的上升沿和良好的多负载适应性。为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种新型极性可调方波高压脉冲电源电路，其关键在于，包括：半桥式Marx电路、H桥电路，信号发生电路；

所述半桥式Marx电路输入端连接可调高压直流电源输出端，所述可调高压直流电源输入端连接信号发生电路调压信号输出端，所述半桥式Marx电路输出端连接所述H桥电路输入端，所述H桥电路信号输入端连接信号发生电路PWM信号输出端，通过控制H桥电路正向或负向放电通道开闭的不同时序实现对高压脉冲极性的调节，所述H桥电路内部设置负载，所述H桥电路信号输出端连接探头。

所述的新型极性可调方波高压脉冲电源电路，优选的，所述半桥式Marx电路包括：第一级半桥式Marx电路，第n级半桥式Marx电路，所述n≥2，

第1级半桥式Marx电路包括：开关T_c0、开关T_c1、开关T_d1，

半桥式Marx电路连接可调高压直流电源U_dc，所述可调高压直流电源内阻为r_dc；所述内阻r_dc一端连接电源U_dc，所述内阻r_dc另一端连接开关T_c0一端、所述开关T_c0另一端分别连接电容C₁一端和开关T_d1一端，所述开关T_d1另一端分别连接开关T_c1一端和第n级半桥式Marx电路另一端，所述开关T_c1另一端连接电容C₁另一端，所述电容C₁另一端还连接电源U_dc另一端和H桥电路一端，所述开关T_d1一端还连接第n级半桥式Marx电路一端；

第n级半桥式Marx电路包括：开关T_cn和开关T_dn、电容C_n、二极管D_cn，

所述开关T_d1一端连接二极管D_cn正极，所述二极管D_cn负极分别连接电容C_n一端和开关T_dn一端，所述开关T_dn另一端连接开关T_cn一端，所述开关 T_cn另一端分别连接H桥电路另一端和电容C_n另一端，所述电容C_n另一端还连接开关T_c1一端。

所述的新型极性可调方波高压脉冲电源电路，优选的，所述半桥式Marx电路包括：开关T_c0、开关T_c1、开关T_d1，