[实用新型]一种低温等离子体产生电路

说明书

技术领域

本实用新型属于气体放电与应用领域，更具体地，涉及一种低温等离子体产生电路，它尤其适用于低温等离子体消毒箱。

背景技术

消毒杀菌是医疗单位日常工作的重要组成部分。统计表明，为达到预防感染的目的，医务人员在一个工作日内需要进行几十次至上百次消毒，平均约每十分钟一次，传统的液体灭菌的方式需要冲洗数分钟，而频繁地使用消毒液将会对医疗人员皮肤造成不良刺激；医疗器皿消毒多采用高温高压或药物熏蒸类的方法，能耗高，操作繁琐。安全、简便、快速且无残留毒性的低温消毒灭菌方法已成为需要。

低温等离子体中有大量的电子、离子、原子、分子、活性自由基以及射线。其中活性自由基和紫外射线及带电粒子对细菌产生强烈的相互作用，构成了全方位对细菌或病毒的灭杀环境，效率高，时间短，且产生等离子体的气体可以完全采用无毒气体，不会对人体和环境产生危害。因此，低温等离子体灭菌技术有取代传统的灭菌方法的趋势，成为新一代消毒灭菌技术。

现有技术如中国专利201220409057.3，需要在真空装置中产生非热等离子体，不能直接用于人员消毒；又如中国专利200910038771.9，需要灭菌液(如过氧化氢)来达到消毒的目的；再如中国专利201010536684.9，采用脉冲放电产生低温等离子体，往往需要非常高的高压电源激励，绝缘安全处理较难。

通过外加高频交流电源促使电极放电是产生低温等离子体的常用方法，其放电形式通常为电晕放电和介质阻挡放电。电晕放电容易在常压下实现，但其均匀性差，电子密度和能量低，活性物质相对较少，且不容易获得大体积的等离子体。介质阻挡放电功率密度适中，放电产生的低温等离子体均匀的充满放电气体间隙，不需要抽真空设备，放电噪声小，但由于在空气中介质阻挡放电放电由大量的高能密放电电流细丝组成，因此其产生的低温等离子体均匀性欠佳且稳定性较差。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提出了一种低温等离子体产生电路，目的在于能在常压下产生低温等离子体，能量密度适中，放电电流极小，噪音小、无明显的温升，辐射小。

本实用新型提供的一种低温等离子体产生电路，其特征在于，它包括整流电路、正弦逆变电路、高频升压变压器和放电电路；

整流电路用于将交流电压转换成直流电压；它包括单相整流全桥、第一滤波电感、限流电阻、继电器和直流侧电容；单相整流全桥的输入端接交流电源，单相整流全桥输出端的正极接到第一滤波电感的一端，第一滤波电感的另一端连接到限流电阻的一端，继电器与限流电阻并联，限流电阻的另一端连接到直流侧电容的一端，直流侧电容的另一端连接到单相整流全桥输出端的负极；

正弦逆变电路用于将直流电压转换成一定频率的正弦交流电压；它包括IGBT逆变全桥、第一滤波电容和第二滤波电感；IGBT逆变全桥的输入端与直流侧电容的两端并接，IGBT逆变全桥输出端的阳极接到第一滤波电容的一端，第一滤波电容的另一端接到第二滤波电感的一端，第二滤波电感的另一端用于连接高频升压变压器；

高频升压变压器用于将正弦电压升压；高频升压变压器的原方线圈的一端与第二滤波电感的另一端连接，另一端接到IGBT逆变全桥输出端的阴极；高频升压变压器的铁芯接地，高频升压变压器的副方线圈的一端连接放电电路；高频升压变压器副方绕组的另一端接地；

放电电路用于形成介质阻挡电晕放电来产生低温等离子体；它包括第二滤波电容、第一放电电极和第二放电电极；放电电极和放电电极的阳极均与高频升压变压器的副方线圈的一端连接，并联电容与高频升压变压器的副方绕组并联，放电电极和放电电极的阴极接地。

本实用新型将合适的电晕放电与介质阻挡放电相结合，形成比介质阻挡放电稳定均匀，能量利用效率又高于电晕放电的介质阻挡电晕放电，可用于获得低温等离子体。具体而言，本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)电极放电形式为沿面介质阻挡电晕放电，综合了电晕放电和介质阻挡放电的优点，能在常压下产生低温等离子体，能量密度适中，放电电流极小，噪音小、无明显的温升，辐射小，对操作人员和周围环境无不良影响。

(2)本实用新型电路用于消毒箱时，两组放电电极对称放置，固定在消毒箱腔体，同时产生低温等离子体，且放电均匀，活性粒子浓度高，电源能量利用效率高，放电面积可根据实际需求调节。解决了传统灭菌方式能耗高，效率低，灭菌后有残留，对操作人员及器械有损害，对周围环境有影响的问题。

附图说明