[发明专利]一种用于组织消融的高压类指数衰减脉冲波产生系统

权利要求书

1.一种用于组织消融的高压类指数衰减脉冲波产生系统，其特征在于，包括供电模块(1)、控制模块(2)和类指数衰减脉冲波发生电路(3)；

所述供电模块(1)用于对控制模块和类指数衰减脉冲波发生电路进行供电；

所述类指数衰减脉冲波发生电路(3)包括开关触发电路和级联的N级Marx电路，所述控制模块(2)包括依次相连的计算机、FPGA模块和电-光-电转换模块；

所述计算机将脉冲产生参数发送给FPGA模块，FPGA模块将脉冲产生参数转换成各级Marx电路不同时间的开关触发信号，并通过电-光-电转换模块将该开关触发信号传送至开关触发电路；所述开关触发电路将接收到的开关触发信号分别传送至相应的Marx电路，各级Marx电路按各自接收到的开关触发信号进行导通，产生用于组织消融的类指数衰减脉冲波。

2.根据权利要求1所述的用于组织消融的高压类指数衰减脉冲波产生系统，其特征在于，所述供电模块(1)包括市电电源和直流供电电源；供电模块采取市电电源供电，将一部分交流电直接供给控制模块的计算机供电，一部分交流电供给直流供电电源，升压后再提供给类指数衰减脉冲波发生电路的第一级Marx电路。

3.根据权利要求1所述的用于组织消融的高压类指数衰减脉冲波产生系统，其特征在于，所述Marx电路包括电容、开关和两个二极管，其中，第一个二极管的阴极与电容的一端和开关的G极相连，第二个二极管的阳极与电容的另一端相连，第二个二极管的阴极与开关的S极相连；前一级Marx电路的第一个二极管的阴极与相邻后一级Marx电路的第一个二极管阳极相连，前一级Marx电路的第二个二极管的阳极与相邻后一级Marx电路的第二个二极管的阴极相连；直流电源的负极接地，直流电源的正极经充电电阻R1与第一级Marx电路的第一个二极管的正极相连，最后一级Marx电路的第二个二极管的负极经负载Rload与直流电源的负极相连；各级Marx电路中的开关的导通与关断均由FPGA模块控制。

4.根据权利要求1所述的用于组织消融的高压类指数衰减脉冲波产生系统，其特征在于，所述脉冲产生参数包括：类指数衰减脉冲波的初始电压幅度V_m、衰减时间t_m、脉冲施加频率和脉冲波形；所述类指数衰减脉冲波发生电路(3)的输出电压为各级Marx电路输出电压的叠加，各级Marx电路输出电压表达式为：

V_n＝-V_m,n＝1

其中，τ为单级Marx电路中电容的容值和负载形成的时间常数，t_n为第n级Marx电路的导通时间。

5.根据权利要求4所述的用于组织消融的高压类指数衰减脉冲波产生系统，其特征在于，类指数衰减脉冲波的初始电压幅度V_m范围在0～5kV之间，类指数衰减脉冲波的衰减时间t_m范围在100μs～500ms之间，类指数衰减脉冲波的施加频率范围在0.1Hz～100Hz之间，类指数衰减脉冲波的施加个数范围在1～100之间。

6.根据权利要求1所述的用于组织消融的高压类指数衰减脉冲波产生系统，其特征在于，所述Marx电路的级数N范围在3～20级之间。

7.根据权利要求1所述的用于组织消融的高压类指数衰减脉冲波产生系统，其特征在于，所述类指数衰减脉冲波的类型包括类指数衰减波、过渡过程快速下降的衰减波。

8.根据权利要求1所述的用于组织消融的高压类指数衰减脉冲波产生系统，其特征在于，收到开关触发信号后各级Marx电路中开关的导通方式为：最初所有Marx电路中的开关均导通，然后从第N级Marx电路到第1级Marx电路逐步关断，则N级Marx电路输出类指数衰减脉冲波。

9.根据权利要求8所述的用于组织消融的高压类指数衰减脉冲波产生系统，其特征在于，第N级Marx电路到第1级Marx电路分三个阶段逐步关断：第一阶段，第N级Marx电路至第N-n级Marx电路中开关的导通时间为1μs～500μs；第二阶段，第N-n级Marx电路至第m级Marx电路中开关的导通时间为5μs～500μs为，n≤m；第三阶段，第m级Marx电路至第1级Marx电路中开关的导通时间为1ms～500ms，则N级Marx电路输出过渡过程快速下降的类指数衰减脉波。