[发明专利]一种产生均匀低温等离子体的双极性高压脉冲电源

权利要求书

1.一种产生均匀低温等离子体的双极性高压脉冲电源，其特征在于，包括整流滤波模块、电路结构相同的两个谐振充电模块、双原边绕组脉冲变压器和控制模块，所述整流滤波模块对外部电源进行整流滤波后提供给所述两个谐振充电模块，所述双原边绕组脉冲变压器包括两个初级线圈和次级线圈，所述次级线圈用于连接到外部的低温等离子体反应器，每个所述谐振充电模块都包括谐振电感、谐振二极管、谐振电容和半导体开关，所述谐振电感的一端连接到所述整流滤波模块的输出正极端并作为所述谐振充电模块的输入正极端，所述谐振电感的另一端连接到所述谐振二极管的正极，所述谐振二极管的负极连接到所述谐振电容的一端和所述半导体开关的第一端，所述半导体开关的第二端作为所述谐振充电模块的输入负极端和输出负极端，所述谐振电容的另一端作为所述谐振充电模块的输出正极端，第一初级线圈的第一端连接到一个所述谐振充电模块的输出正极端，所述第一初级线圈的第二端连接到所述谐振充电模块的输出负极端，第二初级线圈的第一端连接到另一个所述谐振充电模块的输出负极端，所述第二初级线圈的第二端连接到另一个所述谐振充电模块的输出正极端；所述次级线圈的一端与所述第一初级线圈的第一端以及所述第二初级线圈的第一端分别互为同名端，所述控制模块通过控制两个所述半导体开关的交替导通，在所述次级线圈得到双极性高压脉冲，所述谐振电感的电流信号由零电流启动，所述半导体开关由零电流导通；

其中，每个所述谐振充电模块还包括续流电路，所述续流电路包括续流二极管和续流电阻，所述续流二极管的正极连接到一个所述谐振电容的另一端，所述续流二极管的负极通过所述续流电阻连接到所述整流滤波模块的输出负极端。

2.根据权利要求1所述的双极性高压脉冲电源，其特征在于，所述在所述次级线圈得到双极性高压脉冲，包括：

当一个所述半导体开关导通时，通过对应的所述谐振充电模块在所述次级线圈上产生预定极性的高压脉冲，当另一个所述半导体开关导通时，另一个所述谐振充电模块在所述次级线圈上产生与预定极性相反的高压脉冲。

3.根据权利要求1-2任一项所述的双极性高压脉冲电源，其特征在于，每个所述半导体开关包括开关晶体管和开关二极管，每个所述开关二极管的负极和对应的所述开关晶体管的第一端的公共端连接到对应的谐振二极管的负极，每个所述开关二极管的正极和对应的所述开关晶体管的第二端的公共端连接到所述整流滤波模块的输出负极端，每个所述开关晶体管的控制端连接到所述控制模块。

4.根据权利要求3所述的双极性高压脉冲电源，其特征在于，所述半导体开关的电流信号为随时间变化的正弦曲线，所述正弦曲线包括正电流区间和负电流区间，当对应的所述半导体开关的电流信号处于负电流区间时，对应的所述开关二极管导通，则所述控制模块控制对应的所述开关晶体管在零电流、零电压状态下断开。

5.根据权利要求3所述的双极性高压脉冲电源，其特征在于，所述开关晶体管包括绝缘栅双极晶体管、门极可关断晶闸管、电力场效应晶体管、集成门极换流可关断晶闸管中的任意一种。