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将高压直流电源转换成高压脉冲电场的转换装置   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2015-06-03
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2015-09-16
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2025-06-03
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 实用新型
申请号 CN201520376893.X 申请日 2015-06-03
公开/公告号 CN204652325U 公开/公告日 2015-09-16
授权日 2015-09-16 预估到期日 2025-06-03
申请年 2015年 公开/公告年 2015年
缴费截止日
分类号 H03K3/02H03K3/017 主分类号 H03K3/02
是否联合申请 独立申请 文献类型号 U
独权数量 1 从权数量 3
权利要求数量 4 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 杨勇、陈艳华、袁夏冰、侯立群、刘露、谢靓、章娟 第一发明人 杨勇
地址 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街 邮编
申请人数量 1 发明人数量 7
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
杭州求是专利事务所有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
叶志坚
摘要
本实用新型涉及一种将高压直流电源转换成高压脉冲电场的转换装置。现有的脉冲电源大多数都需要用到开关器件,当电压达到100kv时对开关器件的损耗很大。该装置包括带有控制开关的直流电源、电刷头、圆盘、平行板电容、有弧度的导电片、直流电机;所述的圆盘为翻转90°后侧放的圆柱体结构,该圆柱体的上下底面均设有均匀分布的电极,且上底面的电极与下底面的电极错开设置,数量相等。本实用新型形成的脉冲频率由直流电机的转速以及圆盘上的电极数目决定,频率的可调范围扩大到1khz~100khz,无需用到开关器件,使得装置的损耗减少且成本降低。
  • 摘要附图
    将高压直流电源转换成高压脉冲电场的转换装置
  • 说明书附图:图1
    将高压直流电源转换成高压脉冲电场的转换装置
  • 说明书附图:图2
    将高压直流电源转换成高压脉冲电场的转换装置
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2015-09-16 授权
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.将高压直流电源转换成高压脉冲电场的转换装置,其特征在于包括带有控制开关的直流电源、电刷头、圆盘、平行板电容、有弧度的导电片、直流电机,其中电刷头包括第一电刷头、第二电刷头;所述的圆盘为翻转90°后侧放的圆柱体结构,该圆柱体的上下底面均设有1个以上的电极,且上底面的电极与下底面的电极错开设置;直流电机的输出轴与圆盘的上底面连接,圆盘由直流电机驱动;圆盘的上底面与第一电刷头的一端连接,下底面与第二电刷头的一端连接;第一电刷头的另一端与保护电阻的一端连接,保护电阻的另一端与控制开关的一端连接,控制开关的另一端接直流电源;第二电刷头的另一端接地;圆盘下方设置有弧度的导电片,且圆盘上下底面电极均可触碰该导电片;导电片通过电线与平行板电容电连接。

2.如权利要求1所述的将高压直流电源转换成高压脉冲电场的转换装置,其特征在于导电片与圆盘的最近距离为电极裸露在圆盘外的长度,且导电片的宽度大于等于圆盘侧面的长度。

3.如权利要求1所述的将高压直流电源转换成高压脉冲电场的转换装置,其特征在于所述的导电片的材质为铜。

4.如权利要求1所述的将高压直流电源转换成高压脉冲电场的转换装置,其特征在于所述的圆盘的上底面的电极与下底面的电极数量相等。
说明书

技术领域

[0001] 本实用新型属于高压直流电转换成脉冲电场技术领域,特别是一种高压直流电转换成可调节频率的脉冲电场的转换装置。

背景技术

[0002] 现有的脉冲发生装置都是利用脉冲电源,将工频交流电压利用升压装置升到一定幅值,整流后利用储能器件储存电能,再利用开关器件的接通与断开将大量能量瞬间释放,形成一定赋值、频率和脉宽的脉冲高压。对于现有的脉冲电源大多数都需要用到开关器件,当电压达到100kv时对开关器件的损耗很大,并且其脉冲频率虽然可调,但是很难达到千赫兹量级,可调范围有限。另一方面,高压脉冲电源的价格相对比较昂贵。

发明内容

[0003] 本实用新型针对现有技术的不足,提供了一种将高压直流电源转换成高压脉冲电场的转换装置。
[0004] 为解决上述技术问题,本实用新型所采取的技术方案为:
[0005] 本实用新型主要包括带有控制开关的直流电源、电刷头、圆盘、平行板电容、有弧度的导电片、直流电机,其中电刷头包括第一电刷头、第二电刷头,平行板电容包括上平行板电容、下平行板电容;所述的圆盘为翻转90°后侧放的圆柱体结构,该圆柱体的上下底面均设有1个以上的电极,且上底面的电极与下底面的电极错开设置;直流电机的输出轴与圆盘的上底面连接,圆盘由直流电机驱动;圆盘的上底面与第一电刷头的一端连接,下底面与第二电刷头的一端连接;第一电刷头的另一端与保护电阻的一端连接,保护电阻的另一端与控制开关的一端连接,控制开关的另一端接直流电源;第二电刷头的另一端接地;圆盘下方设置有弧度的导电片,且圆盘上下底面电极均可触碰该导电片;导电片通过导线与平行板电容电连接;
[0006] 导电片与圆盘的最近距离为电极裸露在圆盘外的长度,且导电片的宽度大于等于圆盘侧面的长度;
[0007] 作为优选,所述的导电片的材质为铜;
[0008] 所述的上平行板电容与下平行板电容的距离由实际生产需求决定。
[0009] 作为优选,圆盘的上下底面均设有1个以上的均匀分布的电极,且上底面的电极与下底面的电极错开设置,数量相等。
[0010] 进一步说,所述的圆盘同一底面上电极所对应圆心角θ的角度可调。
[0011] 进一步说,所述的直流电机的转速可调。
[0012] 本实用新型提供一种将直流电转换成可以灵活调节频率以及脉宽的脉冲电场生成装置,本转换装置形成的脉冲的频率可以由直流电机的转速以及圆盘上的电极数目决定,频率的可调范围扩大到1kHz~100kHz,无需用到开关器件,使得装置的损耗减少,且成本明显的降低。根据不同的脉宽,占空比和频率的需求设置圆盘的上下底面的电极的数量和上下底面相邻电极的角度,电机的旋转速度是另一个影响频率的因素,其速度可调使得频率可调,圆盘的直径大小也有不同的设置,导电片的弧度设置使得电极和电容板有足够的接触时间,导电片磨损后替换方便。

实施方案

[0016] 下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明。
[0017] 如图1所示,本实施例主要包括带有控制开关(9)的直流电源(1)、电刷头、圆盘(3)、平行板电容、有弧度的导电片(6)、直流电机(8),其中电刷头包括第一电刷头(2-1)、第二电刷头(2-2),平行板电容包括上平行板电容(5-1)、下平行板电容(5-2);所述的圆盘(3)为翻转90°后侧放的圆柱体结构,该圆柱体的上下底面均设有均匀分布的电极(4),且上底面的电极(4)与下底面的电极(4)错开设置,数量相等;直流电机(8)的输出轴与圆盘(3)的上底面连接,圆盘(3)由直流电机(8)驱动;圆盘(3)的上底面与第一电刷头(2-1)的一端连接,下底面与第二电刷头(2-2)的一端连接;第一电刷头(2-1)的另一端与保护电阻(7)的一端连接,保护电阻(7)的另一端与控制开关(9)的一端连接,控制开关(9)的另一端接直流电源(1);第二电刷头(2-2)的另一端接地;圆盘(3)下方设置有弧度的导电片(6),且圆盘(3)上下底面电极(4)均可触碰该导电片(6);导电片(6)通过电线与平行板电容电连接;
[0018] 导电片(6)与圆盘(3)的最近距离为电极(4)裸露在圆盘(3)外的长度,且导电片(6)的宽度大于等于圆盘(3)侧面的长度;
[0019] 本实施例中所用的导电片(6)的材质为铜等导电材料;平行板电容为1cm*1cm,保护电阻(7)的电阻(7)值为1kΩ。
[0020] 本实用新型通过直流电机(8)带动圆盘(3)的旋转,当圆盘(3)上连接有直流电源(1)的底面上电极(4)与导电片(6)接触时,导电片(6)与平行板电容连接,对平行板电容进行充电;当圆盘(3)旋转到接地的那一底面上的电极(4)与导电片(6)接触时,对平行板电容进行放电,这个过程中平行板电容之间形成脉冲电场。直流电机(8)的转速以及电极(4)之间的夹角可以决定脉宽和频率。本实用新型提供的将高压直流电转换成脉冲电场的转换装置不需要用到开关器件,脉冲的可调频率范围扩大,可应用与高压脉冲电场灭菌实验。
[0021] 以下为高压脉冲电场灭菌实验例:
[0022] 当平行板电容中间放置待处理的菌液时,菌液的相对介电常量ε水=81.5,ε空气-12 -11=1,εe=88.5*10 ,c=7.21*10 F,上下平行板电容的距离为10cm,导电片(6)电阻R-10
=ρ*L/S=0.5Ω,充电的终止电压为100kv时,充电时间t=5RC=1.8*10 s<<10μs;
为避免瞬时功率过大损坏装置,串联了一个1kΩ的保护电阻(7),当电压达到100kv时,t-7
=5RC=3.6*10 s,充电时间短,最大瞬时功率为100kw,电路相对安全。
[0023] 如图2所示,圆盘(3)的同一底面上电极(4)的数量以及上下底面相邻电极(4)的角度间隔θ,直接影响脉冲的脉宽以及占空比。

附图说明

[0013] 图1是本实用新型的结构图;
[0014] 图2是圆盘的剖面图;
[0015] 其中1为直流电源,2-1为第一电刷头,2-2为第二电刷头,3为圆盘,4为电极,5-1为上平行板电容,5-2为下平行板电容,6为导电片,7为保护电阻,8为直流电机,9为控制开关。
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