全固态开关驱动的高压双极性脉冲源设计及其应用

本文档探讨了一种创新的高压双极性脉冲源的设计方案，它结合了经典的Marx发生器技术和全固态开关元件。针对高压脉冲电场灭菌实验的需求，提出了一种高效且可靠的解决方案。传统的火花间隙开关被全固态开关（如IGBT）所取代，这使得电路结构更为紧凑，提高了系统的稳定性和可靠性。 该设计的核心是单极性Marx发生器，通过全固态开关的使用，能够实现能量的高效压缩。利用全桥固态调制器，这种脉冲源能够产生高压的双极性方波脉冲，这意味着输出既可以是正极性也可以是负极性，这在某些实验中是非常关键的功能。论文详细阐述了电路的构造，包括高压主回路的设计、控制电路和开关同步触发技术，这些都采用了光纤和隔离供电模块来确保信号传输的准确性和电气隔离的安全性。 与传统的双极性高压脉冲源相比，这个新方案的优势在于其电路结构简化，负载适应能力强，能够灵活调节脉冲频率、宽度以及电压幅值，这对于优化实验参数和找到最佳灭菌条件至关重要。实际测试结果显示，该脉冲源能够产生从7kV到7kV的高压方波脉冲，每秒脉冲次数可调，脉宽范围从2μs至10μs，且脉冲极性可变，这为高压脉冲电场灭菌实验提供了强大的硬件支持。 这篇论文不仅介绍了新型高压双极性脉冲源的技术原理和实现方法，还展示了其在高压电场应用中的实际性能和优势，对于推动固态开关在高压脉冲电源领域的应用和发展具有重要的学术价值。