一種雙極性納秒高壓窄脈沖產生裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種高壓脈沖產生裝置，特別是涉及一種產生雙極性納秒高壓窄脈沖的裝置。解決現有技術的雙極性高壓脈沖電源工作回路電感大、振蕩嚴重、拖尾電壓很高、峰值不穩定的問題。技術方案：包括直流高壓電路模塊、同步觸發控制電路模塊、正脈沖形成電路模塊、負脈沖形成電路模塊、高壓脈沖合成電路模塊。應用于脫硫脫硝、VOCs脫除、材料表面改性等領域的高壓窄脈沖電源設計電路中。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種高壓脈沖產生裝置，特別是涉及一種產生雙極性納秒高壓窄 脈沖的雙極性納秒高壓窄脈沖產生裝置。
技術介紹
高壓脈沖電源作為能量供給設備在脫硫脫硝、VOCs脫除、材料表面理化特性改變 等領域獲得了廣泛的應用。研究人員對高壓脈沖電源輸出的高壓脈沖的上升前沿、脈沖寬 度以及脈沖極性等波形參數與被處理對象的處理效果等之間的關系做了深入的研究，獲得 了不少研究結論。廢水廢氣中的有害物質種類繁多，有些物質對電暈脈沖的極性較為敏感， 而脈沖寬度越窄，脈沖前沿越陡，越有利于脫除效率的提高，但是單極性脈沖不利于提高有 害物質的脫除效率，而且，單極性脈沖放電使處理裝置上積累電荷，如果不釋放將形成拖尾 電壓，增強后續脈沖所形成的空間電場，造成間歇火花放電，不利于能量的注入。因此，更陡 脈沖前沿、更窄脈沖寬度的雙極性納秒高壓窄脈沖產生技術成為脈沖功率技術應用研究領 域的新熱點。《高電壓技術》2004年發表了題為《脈沖電暈法中的雙脈沖電源的研制》的文章， 2009年發表了題為《雙極性脈沖電壓下介質阻擋放電及其滌綸表面改性》的文章，《中國環 境科學》2006年發表了題為《雙極性脈沖高壓介質阻擋放電降解氯苯和甲苯》的文章，在這 些文章中都采用了雙極性高壓脈沖電源作為能量供給設備。這些雙極性高壓脈沖電源(利 用雙極性高壓脈沖產生裝置的高壓脈沖電源稱為雙極性高壓脈沖電源)均由兩臺高壓脈 沖電源構成，這兩臺高壓脈沖電源采用旋轉火花開關作為放電主開關，分別產生正負高壓 脈沖，通過時序控制直接對處理裝置輸出雙極性高壓脈沖。旋轉火花開關是機械式開關，不 能產生納秒級高壓窄脈沖，也不能在高重復頻率下工作，而且還會造成回路電感大、振蕩嚴 重、拖尾電壓很高、峰值不穩定等問題。此外，兩臺高壓脈沖電源和處理裝置直接相連，不可 避免地在放電工作過程中相互干擾，導致雙極性高壓脈沖電源工作穩定性和可靠性降低。 通過對現有文獻的調研，對于采用氫閘流管作為主放電開關、利用正負窄脈沖合成的雙極 性納秒高壓窄脈沖產生技術未見報道。
技術實現思路
本技術的目的是解決現有技術中雙極性高壓脈沖電源工作回路電感大、振蕩 嚴重、拖尾電壓很高、峰值不穩定等問題，提供一種采用氫閘流管作為主放電開關、利用正 負窄脈沖合成的雙極性納秒高壓窄脈沖產生裝置的雙極性高壓脈沖電源，提高雙極性高壓 脈沖電源工作效率、產生納秒級高壓窄脈沖以及減小回路電感、降低震蕩、消除拖尾電壓。為達到上述目的，本技術采用的技術方案是一種雙極性納秒高壓窄脈沖裝置，包括直流高壓電路模塊、同步觸發控制電路模 塊、正脈沖形成電路模塊、負脈沖形成電路模塊、高壓脈沖合成電路模塊，同步觸發控制電 路模塊分別與直流高壓電路模塊輸入端、正脈沖形成電路模塊輸入端、負脈沖形成電路模塊輸入端電連接，直流高壓電路模塊分別與正脈沖形成電路模塊輸入端、負脈沖形成電路 模塊輸入端電連接，高壓脈沖合成電路模塊分別與正脈沖形成電路模塊輸出端、負脈沖形 成電路模塊輸出端電連接。所述高壓脈沖合成電路模塊輸出端接負載，所述的等效負載包括電阻RlO電容 Cll,電阻RlO與電容Cll并聯。所述直流高壓電路模塊包括直流高壓電源1，所述正脈沖形成電路模塊包括第一 儲能電纜4、第一氫閘流管開關6、第二充電電阻2，所述的負脈沖形成電路模塊包括第二儲 能電纜5、第二氫間流管開關7、第三充電電阻3，所述高壓脈沖合成電路模塊包括第一升壓 隔離變壓器8、第二升壓隔離變壓器9，其中直流高壓電路模塊分別與第二充電電阻R2、第 三充電電阻R3連接，第二充電電阻R2與第二儲能電纜5電纜芯連接，第二儲能電纜5電纜 芯另一端分別與第二氫閘流管開關7、電阻分壓器高壓臂電阻R12連接，第二氫閘流管開關 另一端與第一升壓隔離變壓器8原邊一端連接，電阻分壓器高壓臂電阻R12另一端與電阻 分壓器低壓臂電阻R13串聯，第一升壓隔離變壓器8副邊一端與電阻10與電容11組成的 等效負載并聯電路一端連接，電阻分壓器低壓臂電阻R13另一端、第二儲能電纜5電纜皮、 第一升壓隔離變壓器8原邊另一端、第一升壓隔離變壓器8副邊另一端共地；第三充電電阻 R3與第一儲能電纜4電纜芯連接，第一儲能電纜4電纜芯另一端與第一氫閘流管開關6連 接，第一儲能電纜4電纜皮與升第二壓隔離變壓器9原邊一端連接；第二升壓隔離變壓器9 副邊一端與電阻10與電容11組成的等效負載并聯電路一端連接，第一儲能電纜4電纜皮、 第一氫閘流管開關6另一端、第二升壓隔離變壓器9原邊另一端、第二升壓隔離變壓器9副 邊另一端共地。所述儲能電纜還被儲能電容代替。從上述本技術的結構特征可以看出，其優點是1)利用該技術產生的雙極性納秒高壓窄脈沖輸出波形對稱、穩定、重復性好，有利 于脫除效率和能量利用率的提高；2)采用該技術設計的電源可在高重復頻率條件下工作，操作簡單、故障率低、維修 方便、可長時間工作，有利于工業化應用。附圖說明本技術將通過附圖比較以及結合實例的方式說明圖1雙極性納秒高壓窄脈沖產生裝置原理框圖；圖2本技術的雙極性納秒高壓窄脈沖產生電路圖；圖3是市電經過本技術裝置處理后在等效負載上得到的波形圖具體實施方式為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本 技術，并不用于限定本技術。技術方案本技術提供一種采用氫閘流管作為主放電開關，利用正負脈沖合 成的雙極性納秒高壓窄脈沖產生技術。通過對市電進行升壓整流以后得到直流高電壓為脈沖形成電路模塊提供初級能源，脈沖形成電路模塊形成正負納秒高壓窄脈沖，高壓脈沖合 成電路模塊將正負納秒高壓窄脈沖進一步升壓合成，最后在處理設備輸入端得到雙極性納 秒高壓窄脈沖。該技術方案包括直流高壓電路模塊、同步觸發控制電路模塊、直流高壓電路模塊、 正負脈沖形成電路模塊、同步觸發控制電路模塊、高壓脈沖合成電路模塊。正負脈沖形成電 路模塊、高壓脈沖合成電路模塊為本設計的核心。直流高壓電路模塊是市電經過升壓整流 后產生直流高電壓。正負脈沖形成電路模塊是本技術方案的核心，其功能是產生納秒極高 壓窄脈沖，為了提高輸出脈沖的波形質量、提高電源工作頻率，必須采用氫閘流管作為主開 關。同步觸發控制電路模塊主要輸出控制信號對直流高壓電路模塊進行控制，并且產生兩 路具有一定時間間隔的觸發信號控制氫間流管閉合導通。高壓脈沖合成電路模塊也是本技 術方案的重要組成部分，其功能是將正負脈沖進行合成后輸出到處理設備，為了消除正負 脈沖之間的相互干擾，提高高壓脈沖電源的穩定性和可靠性，必須采用脈沖升壓隔離變壓 器對正負脈沖進行升壓和隔離。電路框圖如圖1所示，包括直流高壓電路模塊、同步觸發控制電路模塊、直流高壓 電路模塊、正負脈沖形成電路模塊、同步觸發控制電路模塊、高壓脈沖合成電路模塊。直流 高壓電路模塊包括直流高壓電源1，其中同步觸發控制電路模塊分別與直流高壓電路模塊 輸入端、正脈沖形成電路模塊輸入端、負脈沖形成電路模塊輸入端電連接，直流高壓電路模 塊分別與正脈沖形成電路模塊輸入端、負脈沖形成電路模塊輸入端電連接，高壓脈沖合成 電路模塊分別與正脈沖形成電路模塊輸出端、負脈沖形成電路模塊輸出端本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種雙極性納秒高壓窄脈沖產生裝置，包括直流高壓電路模塊、同步觸發控制電路模塊，其特征在于還包括正脈沖形成電路模塊、負脈沖形成電路模塊、高壓脈沖合成電路模塊，同步觸發控制電路模塊分別與直流高壓電路模塊輸入端、正脈沖形成電路模塊輸入端、負脈沖形成電路模塊輸入端電連接，直流高壓電路模塊分別與正脈沖形成電路模塊輸入端、負脈沖形成電路模塊輸入端電連接，高壓脈沖合成電路模塊分別與正脈沖形成電路模塊輸出端、負脈沖形成電路模塊輸出端電連接。

【技術特征摘要】
1.一種雙極性納秒高壓窄脈沖產生裝置，包括直流高壓電路模塊、同步觸發控制電路 模塊，其特征在于還包括正脈沖形成電路模塊、負脈沖形成電路模塊、高壓脈沖合成電路模 塊，同步觸發控制電路模塊分別與直流高壓電路模塊輸入端、正脈沖形成電路模塊輸入端、 負脈沖形成電路模塊輸入端電連接，直流高壓電路模塊分別與正脈沖形成電路模塊輸入 端、負脈沖形成電路模塊輸入端電連接，高壓脈沖合成電路模塊分別與正脈沖形成電路模 塊輸出端、負脈沖形成電路模塊輸出端電連接。2.根據權利要求1所述的一種雙極性納秒高壓窄脈沖產生裝置，其特征在于所述高壓 脈沖合成電路模塊輸出端接負載，所述的等效負載包括電阻(R10)、電容(C11)，電阻(RlO) 與電容(Cll)并聯。3.根據權利要求1所述的一種雙極性納秒高壓窄脈沖產生裝置，其特征在于所述直 流高壓電路模塊包括直流高壓電源(1)，所述正脈沖形成電路模塊包括第一儲能電纜G)、 第一氫閘流管開關(6)、第二充電電阻0)，所述的負脈沖形成電路模塊包括第二儲能電 纜(5)、第二氫閘流管開關(7)、第三充電電阻(3)，所述高壓脈沖合成電路模塊包括第一升 壓隔離變壓器(8)、第二升壓隔離變壓器(9)，其中直流高壓電路模塊分別與第二充電電阻 ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧維軍，李亞維，張振濤，馮宗明，梁川，于治國，葉超，代剛，黃斌，馬成剛，任青毅，龍燕，鄧明海，曹寧翔，趙娟，李璽欽，馬勛，馬軍，黃雷，丁明軍，吳紅光，馮莉，李巨，李晏敏，王浩，王衛，賈興，謝敏，曹科峰，
申請(專利權)人：中國工程物理研究院流體物理研究所，
類型：實用新型
國別省市：51