[实用新型]高重复频率纳秒级高压脉冲电源

说明书

本实用新型公开了一种高重复频率纳秒级高压脉冲电源，电源用于制备超高浓度臭氧水，其特征在于：高重复频率纳秒级高压脉冲电源包括：SVPWM整流器，与交流电连接，转换成直流电；降压电路，与SVPWM整流器的输出端相连接，用于对直流电进行降压处理；纳秒脉冲发生电路，通过磁环与降压电路的输出端连接，用于对负载端产生脉冲电压。本实用新型所达到的有益效果：本方案省去了脉冲压缩磁开关，脉冲重复频率大大提高；实现反应器内剩余无功能量的自动回收，大大降低了单位重量臭氧发生所需的电能。

技术领域

本实用新型涉及一种高重复频率纳秒级高压脉冲电源，具体涉及用于超高浓度臭氧水制备的高重复频率纳秒级高压脉冲电源。

背景技术

臭氧水的氧化电位极高(2.07V)，仅次于氟，远高于氯(1.36V)和二氧化氯(1.5V)，对各种高致病微生物有极强的灭菌消毒作用。高浓度臭氧水灭菌速度比氯快600-3000倍，甚至几分钟内就可以杀死病毒。高浓度臭氧水还可以氧化、分解水中的污染物和杂质，已经广泛应用于污水处理等环保工程领域。

超高浓度臭氧水在晶圆和多晶硅清洗等半导体高端领域的应用前景更加广泛。目前，日本、美国、德国等半导体设备厂商已经开发出了满足半导体清洗应用要求的臭氧水发生器。同样，超高浓度臭氧水制备也引起了国内同行的关注。

超高浓度臭氧水制备存在的主要问题有：能耗大，经济性较差，不利于进一步推广应用；需要冷却设备，设备体积较大，使用不方便；臭氧浓度不高，臭氧生成速率不够快，不能满足超高浓度臭氧水制备要求。本专利提出的模块化串联方案成功解决了传统臭氧发生器存在的技术难题，预计具有广泛的市场应用。

实用新型内容

为解决前述问题，本实用新型提供了一种高重复频率(HPRF)纳秒级高压脉冲电源，电源用于制备超高浓度臭氧水，其特征在于：

高重复频率纳秒级高压脉冲电源包括：

SVPWM整流器，与交流电连接，转换成直流电；

降压电路，与SVPWM整流器的输出端相连接，用于对直流电进行降压处理；

纳秒脉冲发生电路，通过磁环与降压电路的输出端连接，用于对负载端产生脉冲电压。

进一步地，SVPWM整流器采用两电平PWM整流电路或三电平PWM整流电路或维也纳整流器电路。

进一步地，纳秒脉冲发生电路包括：

单相全桥逆变电路，输入端连接降压电路的输出端；

二极管整流器，输入端穿过磁环与单相全桥逆变电路的输出端相连接；二极管整流器的输出端连接有存储电容器；

脉冲电容器，与存储电容器并联，输出端连接负载；

二极管整流器与脉冲电容器组成的模块设置有至少一组，组与组之间相互并联。

进一步地，脉冲电容器的输出端与负载之间并联有旁路开关；

旁路开关与脉冲电容器之间串联有绝缘栅双极型晶体管；

绝缘栅双极型晶体管导通时，在负载端输入高压脉冲。

进一步地，旁路开关采用旁路二极管或机械开关；旁路二极管的导通方向与绝缘栅双极型晶体管的导通方向一致。

进一步地，脉冲电容器包括：

依次串联组成闭合回路的电阻、触发二极管和电容器；

其中，电阻的两端与二极管整流器并联。

进一步地，触发二极管中的二极管采用续流二极管。

此外，本实用新型还提供了一种基于高重复频率纳秒级高压脉冲电源的单极性脉冲电源，其特征在于：