[发明专利]带有直流偏置的高压脉冲源

说明书

本发明公开带有直流偏置的高压脉冲源，放电过程为：开关管S1、…、开关管Sn在t1‑t2时刻导通，电容C1、电容C2、…、电容Cn串联向负载电阻RL放电，脉冲的脉宽为t2‑t1；负载RL上的电压VRL＝VC1+VC2+VC3+…+VCn；VCn为电容Cn的电压；开关管S1、…、开关管Sn、二极管D1、…、二极管Dn在t2‑t3时刻关断，开关管S0、二极管D0、二极管D1’、…、二极管Dn’在t2‑t3时刻导通，低压电源VL向负载电阻RL放电。本发明可以输出直流偏置型高压脉冲电场，从而为不可逆电穿孔联合电解效应治疗肿瘤提供了一种脉冲形成电路。本发明可以输出高压脉冲电场，同时还可以输出低压的直流偏置电压，持续为负载提供低压直流。

技术领域

本发明涉及脉冲领域，具体是带有直流偏置的高压脉冲源。

背景技术

脉冲电场不可逆电穿孔技术在临床肿瘤微创治疗中取得了卓越的成效，其具有非热、选择性、可控等优势，其主要的作用机理是采用高压脉冲诱导细胞膜发生不可逆电穿孔，从而导致细胞坏死和凋亡，达到治疗肿瘤的目的。但是目前脉冲电场不可逆电穿孔的消融区域有限，一般适合用于3cm以内的肿瘤治疗。因此采用一定技术扩大其消融疗效迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供带有直流偏置的高压脉冲源，电路拓扑如下所示：

记高压电源VH正极所在一端为A，负极所在一端为B，低压电源VL正极所在一端为E，负极所在一端为F；

高压电源VH的A端连接二极管D1的阳极；二极管D1的阴极串联电容C1后连接二极管D0的阴极；二极管D0的阳极接地；

二极管D1的阴极连接开关管S1的漏极；开关管S1的栅极悬空；开关管S1的源极连接二极管D1’的阴极；

二极管D1的阴极连接二极管D2的阳极；

二极管Di的阳极连接二极管Di-1的阴极，二极管Di的阴极连接二极管Di+1的阳极；i＝2,3，…，n；n为正整数；

二极管Di的阴极串联电容Ci后连接二极管Di’的阳极；二极管Di’的阳极连接二极管Di-1’的阴极；二极管Di’的阴极连接二极管Di+1’的阳极；

二极管Di的阴极连接开关管Si的漏极；开关管Si的栅极悬空；开关管Si的源极连接二极管Di’的阴极；

二极管Dn’的阴极串联负载电阻RL后接地；

开关管Sn的源极串联负载电阻RL后接地；

低压电源的E端连接开关管S0的漏极；开关管S0的栅极悬空；开关管S0的源极连接二极管D0的阴极；

低压电源的F端接地。

进一步，所述开关管包括MOSFET开关管。

进一步，高压脉冲源充电时，二极管D0、二极管D1、…、二极管Dn、二极管D1’、…、二极管Dn’导通，高压直流电源VH通过二极管向电容C1、电容C2、…、电容Cn并联充电。

进一步，高压脉冲源放电过程如下：

开关管S1、…、开关管Sn在t1-t2时刻导通，电容C1、电容C2、…、电容Cn串联向负载电阻RL放电，脉冲的脉宽为t2-t1；负载RL上的电压VRL＝VC1+VC2+VC3+…+VCn；VCn为电容Cn的电压；

开关管S1、…、开关管Sn、二极管D1、…、二极管Dn在t2-t3时刻关断，开关管S0、二极管D0、二极管D1’、…、二极管Dn’在t2-t3时刻导通，低压电源VL向负载电阻RL放电。

进一步，重复高压脉冲源放电过程，从而在负载RL上形成带有直流偏置电压的高压脉冲。