基于脉冲变压器的人体结石破碎系统研究

发布时间：2021-01-20 12:26

　　目前结石病逐步成为我国发病率居高不下的病症之一,常用的结石治疗手段都存在一定的局限性,因此研制一种可靠性高、除石效率好的人体结石治疗设备具有很大的应用前景。高压脉冲裂岩技术在脆性材料的破碎上具有很大的优势,因此本文利用该技术作为人体结石破碎的技术原理。通过分析介质击穿原理,只有高压脉冲上升时间低于500ns时才能有效实现在液体介质中破碎固体介质。通常采用以下两种技术手段得到上升时间低于500ns的高压脉冲:一是利用电容器充电储能通过开关对负载放电产生高压脉冲;二是利用Marx发生器来产生高压脉冲。在分析这两种方案优缺点的基础上提出本文的创新方案:首先基于方案一的原理研制一个低压脉冲发生电路以产生低压脉冲;其次研制脉冲变压器用以对低压脉冲升压,由此取代Marx发生器的前级电路使之剩为一级Marx发生器;最后研制两电极气体开关取代高压触发开关。因此电路方案主要由初级电路部分,脉冲变压器以及一级Marx发生器电路部分组成。该方案能够有效避免高压直流电源以及高压触发电源的介入使得电路更为简单、可靠,且可通过并联电容的方式来获取更大的脉冲能量。基于电路方案研制了高压脉冲发生器,其主要组成包含低压... 

【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

固体介质击穿场强与电压作用时间的关系

所以选取脉冲发生器电路方案应使脉间低于 500ns。生器电路方案分析两种电路方案来产生高压脉冲：一是利用电容器电产生高压脉冲；二是利用 Marx 发生器来产生利用这两种方案电路产生上升时间低于 500ns种方案电路仍存有一定的缺陷。因此可在分析这出一种全新的电路方案作为本文研制脉冲发生器要是利用电容器充电储能，再通过开关对负载放案如图 3.1 所示。

其主要电路方案如图3.2 所示。图 3.2 主要电路方案Fig3.2 Main electrical scheme图 3.2 中 U 为高压直流电源，R 为充电电阻，Utr 为触发电源，C 为储能电容器，SG 为开关，RL 为负载。电路工作原理如下：在开关 SG 没有导通前储能电容器 C 通过充电电阻 R 并联充电。Marx 发生器第一个开关为触发开关，触发开关在触发电源 Utr 的作用下触发导通，然后各级开关在翻倍电压的作用下导通，由此实现储能电容器 C 串联放电。储能电容器 C 串联放电形成的倍增电压在负载 RL 上得到脉冲高电压。Marx 发生器具有原理简单、结构清晰以及高稳定性等优点[51,53]。但是 Marx发生器需要设计可调输出高压直流电源以及高压脉冲触发电源

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本文编号：2989042