工业用高压脉冲电场灭菌电源研制
一种新型高压脉冲电场杀菌装置的研制
维普资讯
第３ ４卷 第 ４期
２０ ０ ７年 １ ２月
黑
龙
江
水
专 学
报
Ｖ ｏ． ４， ． １３ Ｎｏ ４
Ｄｅｃ ２ ７ ．。 ００
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｉ ｎ ｊ ｎ ｄ ａ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇＣ ｌ ｇ ｏ ｒａ ｏ ｌ ｇｉ ｇ Ｈｙ ｒｕｉ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｏｌ ｅ Ｈｅ ｏ ａ ｃ ｎ ｅ
高压脉冲灭菌电源的设计
２ 灭 菌 电源 系统 的 设计
如图 １ 所示 ， 高 压脉 冲灭 菌 电源 系统 由触 发输 入 电路 、 氢 闸流 管 、 脉 冲变 压器 、 复位 电路 、 高 压
脉 冲形成 电路 以及平 板 电极 ６大部分 组成 。该 系统 的工 作原 理如 下 ： 氢 闸流 管经过 预热 后 ， 触 发 电
路输 出低 压触 发信号 ， 经 过脉 冲整形 及驱 动 电路单 元后 ， 产生 高压 触发信 号 传至氢 闸 流管 的预点 火
极 和栅极 上 ， 分 别作 为预触 发脉 冲和 主触 发脉 冲信 号 ， 使得 氢 闸 流管 瞬 间 导通 ， 经 脉 冲 变压 器 能 量 转换 后 ， 对 平板 火花 间 隙开关 构成 的处理 腔重 复放 电 ， 输 出 电压 幅值高 于 ｉ ０ ０ ｋ Ｖ、 电场强 度为 １ ０ ～
（ 中 国 工 程 物 理研 究 院 流 体 物 理 研 究 所 １ ０ ７室 ， 四川 绵 阳 ６ ２ １ ９ ９ ９ ）
摘 要 ： 在 电场 强度 和脉 冲 作 用 时 间合适 的情 况 下 ， 脉 冲 电场 能 够破 坏 微 生物 中的 细胞膜 ， 从 而达到 灭 菌的 目的 。根 据对 脉 冲 电场 灭 菌机 理 的 了解 ， 设计 了一 种 以 氢 闸流 管 为主体 开关 ， 经脉 冲 变压 器进 行能 量转 换后 ， 通过 由平 板 电极 构 成的 处理腔
高
能
量
密
度
物
理
２ ０ １ ５ 电源 系 统 图
３ 灭 菌 电源 系统 组成
高压脉冲电场灭菌系统关键性技术研究的开题报告
高压脉冲电场灭菌系统关键性技术研究的开题报告
研究背景：
在医疗、食品、制药等行业，常常需要对物品进行灭菌，以保证其安全性和质量。
传统的灭菌方法有化学灭菌、热灭菌、紫外线灭菌等，但是这些方法存在一些缺陷，
比如需要使用化学药品，可能产生副作用；加热可能导致物品变质；紫外线灭菌可能
无法触及物品的深层。
因此，需要开发一种新的灭菌方法。
高压脉冲电场灭菌技术是一种新型的灭菌技术，能够快速、高效地杀灭微生物，同时不会对物品本身产生负面影响。
该技术的实现需要涉及高压电场发生器、高压脉
冲电场传导系统、物品隔离室等关键性技术。
研究内容：
本研究将针对高压脉冲电场灭菌系统涉及的各个关键性技术进行研究，包括
1.高压电场发生器的设计和优化，使其能够提供适宜的电压、电流和频率，以保障高压脉冲的稳定和可控。
2.高压脉冲电场传导系统，该系统需要考虑隔离室内物品的形态结构和材质，设计合适的装置，并对传导系统进行优化，以提高灭菌效果。
3.物品隔离室的设计和制作，根据不同的物品进行隔离室的设置，以使物品受到高压脉冲电场的均匀辐射，保证灭菌效果。
4.系统控制与监测技术，开发控制系统，包括数据采集、处理、传输和算法优化等技术，从而确保系统安全稳定。
研究意义与目的：
高压脉冲电场灭菌技术在医疗、食品和制药生产中有着较广泛的应用前景，而各项关键性技术的研究是该技术的重要保证。
本研究目的在于深入研究高压脉冲电场灭
菌技术关键性技术，探索其在工业生产中的实际应用，为产业发展提供技术支持。
同时，本研究的结果也将为高压脉冲电场灭菌技术实现可持续发展提供理论和实践基础。
基于波传输网络的高压脉冲电源开发
板 间 距 在２ ｍ ｌ ｃ ｃ Ｏ ｍ之 间平 行 可 调 的情 况下 实 现
多种 电场 强度 满足 灭菌试 验 的各种 要 求 。
２ 能源系统设计
能 源 系 统 用 于 提 供 系 统 的 直 流 高 压 电 源 ，提
供给 电容 器Ｃ１ ３ 充 电 ，电路 原理 如 图２ ～Ｃ ４ 所示 。 缓 启 动 电路 ：一种 采 用 可控 硅调 压 的 方式 来
ＨＡＮ Ｑ． ｕ ， ｎ ， ＡＮＧ ｏ ｇ， Ｉ ． ｈ ｕ ＿ ｏ ＸＵ Ｐｉｇ Ｙ ｇ Ｙ ｎ Ｌ Ｕ Ｋｅ ｚ ｏ
（ 杭州 电子科技大学 自动化学 院，杭州 ３ ０ １ １ ０ ８）
摘
要 ：高压脉冲 电场灭菌技术是近年来发展起来 的极有潜 力的非热灭菌技术 ，其中高压脉冲 电源是系 统的 核心 组成部分 。本文提 出了一种基于波 传输 网络原 理的高压脉 冲 电源 ，其 设计输出 电压 可达 １Ｏ； ｋ Ｏ Ｖ，系统由脉冲形成网络产生高压脉冲 ，由工控机来作为系统 的控 制器 。所 开发 的高 压脉冲 电源可满足食品高压脉冲电场非热 力灭菌 的需要 。 关键词 ：高压脉冲电源 ；波过程网络 ；非热 力灭菌
务ｌ 匐 化
基于波传输 网络 的高压脉冲 电源开发
Ａ ｎｅｗ ｇｈ ｐｕｌ ｅ ｅｃｔ ｉ ｉ ｄ ｐｏｗ ｅｒｂａｓ ａ ｒ ｈｉ ｓ ｅｌ ｒｃ ｆｅｌ ｅｄ ｏｎ ｗ ｖｅ ｔ ａｎｓ ｉ ｓｉ ｍ ｓ ｏｎ ｔ ｎｅ
韩其国，徐 平，杨 勇，刘珂舟
图 １高 压 脉 冲 产 生 电 路
收稿 日期 ：２ １－ ５ ０ ００ ０ － ２ 基金项 目：浙江省科技厅重大专项 （０ ８ ３ ２ ４ ｏ ８ ２ ０ｃｌＧ Ｏ ０ ０ ） 作者简介 ：韩其 国 （９ ３ １６ 一），男 ，高级工程师 ，硕士 ，研 究方向为电力电源 。 ［２ ］ 第３ 卷 ２ ２ ２ 第７ 期 ２１— ０ ７ ０
等离子体应用中高压脉冲电源的研制
华中科技大学硕士学位论文等离子体应用中高压脉冲电源的研制姓名：钟生辉申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：李胜利2003.5.6华中科技大学硕士学位论文摘要ｌ脉冲功率电源是低温等离子体技术在环境工程应用中的关键设备，其总体能量转化效率和脉冲功率的容量是影响等离子体技术工业化应用的重要因素十本文首先综述了一系列典型的脉冲电源回路，以及当前国内外脉冲电源研究的最新进展，提供了了几种新的电源结构。
结合脉冲功率电源在环境工程应用中的要求和以往的设计经验，提出了新的设计思路。
在研制处理垃圾渗滤液的实用化电源中，分别对高压脉冲放电回路的原理电路进行了数值分析和仿真分析。
ｆ根据分析结果，对电路进行了具体的改进措施。
在电源控制回路中的设计中，考虑了一般的电路保护项目，加入了零电压启动的闭锁回路，并利用Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈实现了放电电压幅值的自动保护功能。
最后针对现场运行时复杂的放电环境，提出了绝缘匹配方案。
、ｌ在脉冲高压开关电源的研制中，给出了电源的总体设计方案。
在其中的Ｂｕｃｋ变换器设计中，首先通过数值计算，给出电路元件的参数，然后利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对电路仿真分析，发现功率晶体管在开关瞬间在集一射极之间有浪涌电压出现，根据结果对电路加入了保护电路。
（经电路实验，验证了电路保护设计的成功；在半桥逆变回路设计部分，给出了电路的原理分析，依据电路设计参量选取了相应的电路参数；高频高压变压器作为半桥逆变回路的关键设备，影响着电路工作的可靠性和性能，主要针对它进行了具体的设计和分布参数分析。
１关键词：脉冲功率电源’／Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈、／Ｂｌｌｃｋ变换器；半桥逆琴高频变压器华中科技大学硕士学位论文ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｓｄｅｖｏｔｅｄｔｏｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｎｐｕｌｓｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｕｌｓｅｄｃｏｒｏｎａｐｌａｓｍａｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ・Ｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｐａｒｔ．ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｐｕｌｓｅｄＣＯｒＯｌＬａｐｌａｓｍａｉｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ，ｔｈｕｓ，ｔｈｅｎｅｃｅｓｓｉｔｙｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｃｏｎｃｌｕｄｅｄ．Ｉｎｖｉｒｔｕｅｏｆｒｅｖｉｅｗｉｎｇｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｄｖａｎｃｅｓｏｎｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｐｕｌｓｅｄｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｏｎｅｐｕｌｓｅｄｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｃｈｅｍｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｐａｒｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓｏｎｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇａｌｌｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｌｙａｖａｉｌａｂｌｅｐｕｌｓｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｌａｎｄｆｉｌｌｌｅａｃｌｍｔｅ．Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐａｌｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｉｔｓｎｕｍｅｒｉｃａｌ＆ｓｉｍｕｌａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔＯｐｒａｃｔｉｃａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓＲｏｇｏｗｓｋｉｗｉｎｄｉｎｇｉｓｕｔｉｌｉｚｅｄｔＯｃｏｎｆｉｎｅｔｈｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｖｏｌｔａｇｅａｍｐｌｉｔｕｄｅａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｉｎｃａｓｅｏｆｂｒｅａｋｄｏｗｎｉｎｔｈｅｒｅａｃｔｏｒｓ．Ｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｍａｔｃｈｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｉｓｔａｋｅｎｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔ．Ｔｈｅｔｈｉｒｄｐａｒｔｍａｉｎｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｓｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｈｉｇｈ＿ｖｏｌｔａｇｅｐｕｌｓｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｐｏｗｅｒｂｙｐｏｗｅｒｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｃｉｒｃｕｉｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｂｕｃｋｃｏｎｖｅｒｔａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．ＢｙｍｅａｎｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈＳｉｍｕｌｉｎｋｆｏｒｔｈｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ｂｕｇｓｉｎｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔａｒｅｆｏｕｎｄａｎｄｔｈｅｎｒｅｍｅｄｉｅｄ．ＩｎｔｈｅｌｌａＩｏｒｉｄｇｅｉｎｖｅｒｔｅｒ，ｂｅｓｉｄｅｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ’ｓｅｌｅｃｔｉｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｐａｒａｓｉｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆａＵｇｈｖｏｌｔａｇｅｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｋｅｙｐａｒｔｏｆｓｕｃｈｉｎｖｅｒｔｅｒｓａｒｅｍａｄｅｉｎｄｅｔａｉｌｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰｕｌｓｅＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＨａｌｆ＿＿ｂｒｉｄｇｅＩｎｖｅｒｔＲｏｇｏｗｓｋｉＷｉｎｄｉｎｇＢｕｃｋＣｏｎｖｅｒｔＨｉｇｌｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＩＩ华中科技大学硕士学位论文Ｉ绪论随着人类文明的发展，生产力的不断提高，矿物燃料的消耗逐年递增，导致了Ｓ０２和ＮＯｘ的大量排放，由于我国能源结构的特殊性，情况更加严重；同时它与工业和生活污水的排放一起破坏人类的生存环境，危害着人们的身体健康。
高压脉冲电场杀菌技术
高压脉冲电场杀菌技术1. 引言高压脉冲电场杀菌技术是一种利用高压脉冲电场对微生物进行杀灭的新型技术。
它具有高效、快速、无污染等优点，被广泛应用于食品工业、医疗卫生、环境保护等领域。
本文将详细介绍高压脉冲电场杀菌技术的原理、应用以及未来发展方向。
2. 原理高压脉冲电场杀菌技术利用高压脉冲电场对微生物细胞进行作用，使其失去活性并死亡。
其原理主要包括两个方面：电击穿效应和细胞内外环境改变。
2.1 电击穿效应当微生物细胞受到高压脉冲电场作用时，会产生局部强烈的电场。
当电场强度超过微生物细胞的耐受范围时，会导致细胞内外的离子平衡紊乱，使得细胞膜发生破裂，引起细胞死亡。
2.2 细胞内外环境改变高压脉冲电场作用还会改变微生物细胞内外的环境，包括细胞膜通透性的增加、DNA断裂、酶活性的失活等。
这些环境的改变会导致微生物细胞无法正常进行代谢活动，最终导致细胞死亡。
3. 应用高压脉冲电场杀菌技术在食品工业、医疗卫生、环境保护等领域有着广泛应用。
3.1 食品工业在食品工业中，高压脉冲电场杀菌技术可以替代传统的热处理方法，对食品进行杀菌。
相比传统方法，高压脉冲电场杀菌技术能够更好地保留食品的营养成分和口感，并且无需添加任何化学物质，对食品质量没有负面影响。
3.2 医疗卫生在医疗卫生领域，高压脉冲电场杀菌技术可以用于消毒器械、医疗设备以及手术室等场所的清洁。
相比传统的消毒方法，高压脉冲电场杀菌技术具有更高的杀菌效果，并且可以在较短时间内完成消毒工作，提高了医疗设施的使用效率。
3.3 环境保护在环境保护方面，高压脉冲电场杀菌技术可以用于处理废水和废气中的微生物。
通过对废水和废气进行高压脉冲电场处理，可以有效地杀灭其中的微生物，减少对环境的污染。
4. 发展方向随着科技的不断进步，高压脉冲电场杀菌技术还有很大的发展空间和潜力。
4.1 技术改进目前高压脉冲电场杀菌技术仍存在一些问题，例如设备体积大、能耗较高等。
未来可以通过技术改进来解决这些问题，使得高压脉冲电场杀菌技术更加便捷、节能。
脉冲电场灭菌用固态高压开关的研制
脉冲电场灭菌用固态高压开关的研制魏新劳;丁厦;石丹丹;邢雁凯【摘要】Aiming at the special requirements of pulsed electric field sterilization technology to the per-formance of the switch ,the technology that constitutes the solid-state switch of high voltage and large ca-pacityby using IGBT series connection was presented .The solid-state high voltage switch for high-voltage pulsed electric field sterilization was designed and actually manufactured ,and its rated voltage is 10 kV. Eight 1700 V、400 A IGBTs series connection was adopted in the switch andgate dynamic RCD was taken as the basic voltage-balancing way .FPGA was used as the main control unit ,which generates eight rela-tively independent of the inference control pulses ,and its pulsewidth ,cycle,delay time can all be adjus-ted.25 ns was taken as the step adjustment .By adjusting the relative delay of each drive signal ,equal voltage was got in each unit ,over-voltage effects was eliminated ,so as to get ideal square-wave pulse on the load side .By using optical fiber isolation ,the isolation voltage is not restricted .The experimental re-sults show that the device has good performance and meets the actual demand of high -voltage pulsed elec-tric field sterilization .%针对脉冲电场灭菌技术对开关性能的特殊要求，提出了利用IGBT串联构成高压、大容量固态开关的技术。
高压脉冲电场灭菌参数及电穿孔机制研究
高压脉冲电场灭菌参数及电穿孔机制研究
《高压脉冲电场灭菌参数及电穿孔机制研究》
高压脉冲电场（PEF）技术是一种新型的非热处理方法，以其快速、高效、节能的特点在食品、医药等领域得到了广泛应用。
作为一种有效的灭菌技朼，PEF技术通过向生物体施加瞬时的高
压脉冲电场来破坏细胞膜结构，从而使微生物失活，达到灭菌的目的。
研究发现，PEF技术中的一些参数对其灭菌效果起着至关重要的作用。
其中，脉冲电场的强度、频率、脉冲宽度以及处理时间等都是影响灭菌效果的重要参数。
一般来说，脉冲电场的强度越大，频率越高，脉冲宽度越宽，处理时间越长，灭菌效果就越好。
因此，优化这些参数，找出最适合不同微生物的处理条件，对于提高PEF技术的实用性和可行性具有重要意义。
此外，电穿孔机制也是PEF技术研究的一个重要方面。
通过研究发现，PEF技术对微生物的灭杀作用主要是通过其施加的瞬时高压脉冲电场破坏细胞膜结构，从而使细菌细胞内容物外渗，引起细胞凋亡。
在这个过程中，电场会形成瞬时的电穿孔，使得细菌细胞膜发生不可逆的损伤，最终导致微生物失活。
因此，深入研究电穿孔机制，可以为PEF技术的改进和优化提供重要
的理论依据。
总的来说，对于PEF技术的进一步研究，既要优化处理参数，又要深入探究其电穿孔机制，
这将有助于提高其在食品、医药等领域的应用价值，为食品安全和医疗卫生保障提供有力支持。
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第23卷第3期 2019年3月电机与控制学报Electric Machines and ControlVol.23 N o.3Mar.2019工业用高压脉冲电场灭菌电源研制魏新劳%,王浩然U，郭政良%’3，朱博1(1.哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室，哈尔滨150080;2.黑龙江特通电气股份有限公司，哈尔滨150029;3.复旦大学工程与应用技术研究院，上海200433)摘要：针对高压脉冲电场灭菌设备工业化对脉冲电源的特殊要求，提出一种采用固态开关的新型高压脉冲电源。
此电源通过对传统Marx高压脉冲发生器的结构进行改进，使新型电源具有良好的电压钳位功能，解决固态开关串联对于开关开断不一致性而导致固态开关串连锁击穿的问题。
此电源由8个结构相同的标准级单元组成，使用现场可编辑逻辑门阵列（FPGA)作为控制源，为8个级标准单元提供相对独立的控制信号。
使用光纤隔离方式，使隔离电压不受影响，并且为每个级标准单元的绝缘栅双极型晶体管（IGBT)驱动板设计独立的供电电源。
实验结果证明，此电源性能良好，能够满足工业用高压脉冲电场灭菌的需求。
关键词：高压脉冲电源；脉冲电场；M a x发生器；现场可编程逻辑门阵列；液体灭菌D O I：10.15938/j.e mc.2019.03. 009中图分类号:T M 832文献标志码:A文章编号:1007-449X(2019)03-0065-08Development of industrial highvoltage pulsedelectricfield sterilization power supplyWEI Xin-lao1 ’ WANG Hao-ran1，2 ’ GUO Zheng-liang1，3 ’ ZHU Bo1(1. K e y L aboratory of E n g i n e e r i n g Dielectrics a n d Its Application ’Ministry of E d u c a t i o n’H a r b i n University of Sci e n c ea n d T e c h n o l o g y，H a rb i n 150080，C h i n a;2. H eilongjiang Special a n d G e n e r a l Electric C o.，L t d.，H a r b i n150029，C h i n a;3. A c a d e m y for E n g i n e e r i n g a n d T e c h n o l o g y，F u d a n University，S h a n g h a i 200433，C h i n a)Abstract：Aiming at t l i e special requirements of high voltage pulsed electric field sterilization equipmentindustrialization’ a new high voltage pulsed electric power supply wi t l i solid-state switch w The new one has improved the structure of t l i e traditional Marx generator.Beyond that’ i t has a good voltage clamping function，which solves the series of solid-state switches cascading breakdown caused by i t sinconsistent switch-off action.I t i s composed of eight standard units with the same structure.The fieldprogrammable gate array( F P G A) was used as the main control unit to provide relative independent cont r o l signals for every standard unit.By using optical f i l l e r isolation’ the isolation voltage was not restricte d，and the independent power supply was designed for insulated gate bipolar transistor" I G B T) driverboard of each level standard unit.The experimental results show that the device ha and meets the actual demand of high voltage pulsed electric field sterilization.Keywords：high voltage pulse power supply; electric field sterilization；Marx generator；field programmable gate array; lquid sterilization收稿日期：2017 -07 -26基金项目：国家自然科学基金（51277046);国家重点基础研究发展“973”计划（2012C B723308#作者简介:魏新劳（I960—#，男，博士，教授，博士生导师，研究方向为高电压试發技术和电气设备绝缘检测和诊断；王浩然（1989—），男，硕士，研究方向为高压脉冲杀菌装置的研究；郭政良（1992—），男，博士研究生，研究方向为脉冲功率技术及绝缘检测的研究；朱博（1988—），男，博士，讲师，研究方向为电气设备绝缘检（监）测及在线监测方面的研究。
通信作者:郭政良66电机与控制学报第23卷?引言食品灭菌处理技术一直是各种食品处理技术中的重点。
根据灭菌原理的不同，食品灭菌技术可以分为热力灭菌技术与非热力灭菌技术两大类。
虽然热力灭菌技术是目前应用最为广泛的食品灭菌技术，但是它有许多缺点。
首先，热力灭菌技术需要将待处理的食品至少加热至微生物失活的最低温度。
这一过程中所消耗的能量只有很小部分作用于细菌，而绝大部分的能量则转换为食品中除细菌以外的其它部分的温升而损失，从能源的利用率上来看，热力灭菌技术的能源利用率非常低。
其次，热力灭菌技术在灭菌的同时，会破坏食品中的蛋白质、维生素和酶等成分，进而破坏食物营养及天然风味并改变其特性。
随着人们物质生活水平的提升，消费者在关注食品安全的同时，更希望食品健康，并且贴近食品的原有风味。
于是非热力灭菌技术应运而生[1_3]。
非热力灭菌技术是一种与热力灭菌技术相对的食品灭菌方法，其原理是在不显著改变液体食品温度的前提下，利用其它物理或化学技术达到食品灭菌要求。
在多种非热力灭菌技术中，高压脉冲电场灭菌技术凭借其灭菌时间短、能耗少、效率高和基本不破坏食物的原有风味等优点，受到了消费者的青睐，因此此项技术一直是各大研究机构的研究重点。
但是高压脉冲电场灭菌技术一直停留在实验室阶段，并没有大范围的投入工业生产中。
虽然其原因是多种多样的，但是在众多原因之中缺少一种性能稳定的、适合工业化生产的高压脉冲电源是最大的限制因素[4-7]。
高压脉冲电场灭菌用高压脉冲电源需要满足如下几个要求：1)合适的脉冲波形。
用于高压脉冲电场灭菌的脉冲电压波形分为方波、指数衰减波和震荡衰减波3种。
研究结果表明$3种波形中灭菌效果最好的是方波，指数衰减波次之[8]。
2)合适的脉冲重复频率。
经过研究发现，脉冲电场的灭菌效果与液体食品在处理室中所受的处理时间呈正比，处理时间是脉冲重复频率与脉冲持续时间的乘积，因此一个高频率的脉冲电压源能够产生更好地灭菌效果，工业化生产处理量也是需要考虑的问题，高频率脉冲电源可以保证液体食品在单位时间中获得更多高压脉冲，提高生产效率，满足生产需求。
3)合适的脉冲电压幅值。
影响高压脉冲电灭菌的一个重要因素就是处理室中电场强度，研究结果表明当电场强度达到20kV/c m以上时就能有明显的灭菌效果，但是电场强度过高将会引起液体食品在处理室中出现电弧性放电（击穿），不仅会造成液体食品的污染，而且会直接导致高压脉冲电场灭菌设备的损坏。
因此电场强度应在20~50 kV/cm之间为宜。
4)适当的脉冲宽度。
脉冲宽度越宽，液体食在一次脉冲中获得的能量越大，灭菌效果越好。
但是脉宽太长，则会引起液体食品的温度急剧上升，容易破坏液体食品的风味。
一般使用的脉冲宽度都在20 # 以下[&]。
5)必需的脉冲负载能力。
由于需要在液体品上建立起足够高的脉冲电场，而一'般液体食品的电导率都远远大于绝缘液体（数十到数千西门子），而且，一般液体食品的相对介电常数也比较大，加之生产能力的要求，使得高压脉冲电场灭菌的处理室中高低压电极之间的液体食品的阻抗很小，实际生产设备中这个阻抗可能会小到几十欧姆。
这样小的阻抗将会导致高压脉冲电源的输出脉冲电流达到数百安培甚至上千安培，这就给高压脉冲电源的研制了很大的技术。
6)良好的可靠性与经济性。
因为是工业应的高压脉冲电源，所以一定要有良好的可靠性，否则一旦损坏将为企业带来经济上的损失。
另外，经济性也是一个重要指标，一旦成本太高则会限制此种高压脉冲电源的应用范围。
高压脉冲电源需要为整个灭菌系统提供满足灭菌需要的脉冲电压。
脉冲电压在处理室中形成脉冲电场，利用脉冲电场达到灭菌的目的。
根据组成高压脉冲电源的高压开关实现方式的不同，脉冲电场灭菌用高压脉冲电源分为两类:一类是以球隙放电开关和旋转电极放电为高压开关的高压脉冲电源。
种电结构，，但种只 在电流过点，用方高压电压脉冲。
另一类是使用固态开关作为高压开关的电子型高压脉冲电源。
这类电源开关可自由关断，可产生方波高压脉冲，灭菌效果最好。
因此电子型高压脉冲电源是研究的重点。
随着电力电子技术的发展，固态开关在功率以压等上都有大的升，但的关仍难以达到高压脉冲电场灭菌对于电压幅值的要求，因此通常需要使用多个固态开关串联。
这种方第3期魏新劳等:工业用高压脉冲电场灭菌电源研制67虽 ，并且成本 [1°-13*，但是这种方法成功的关键 联的 证开通与 的一致性，如 证各 的一致性，成各 上的分压不均，电压过高的击穿，进而成的连锁击穿。