CN110661442A - 一种用于电转仪的充放电电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于电转仪的充放电电路，包括：充电线路、充电电容、放电线路以及泄电线路；所述充电电容分别连接所述充电线路、所述放电线路以及所述泄电线路；所述充电线路，接入外部电源对所述充电电容进行充电；所述放电线路，对完成充电的充电电容进行放电，以输出所需的脉冲；所述泄电线路，在放电过程结束后释放充电电容的剩余电能，以保证安全性。
Description
技术领域
本发明涉及生物医药设备技术领域，尤其是涉及一种用于电转仪的充放电电路。
背景技术
转染是指通过生化或者物理方法将目的基因导入真核细胞中。基因转染，将特定的遗传信息传递到整合细胞中，不但革新了生物学和医学中许多基本问题的研究，也推动了诊断和治疗方面的分子技术发展，并使基因治疗成为可能。目前，基因转染已广泛应用于基因的结构和功能分析、基因表达与调控、基因治疗与转基因动物等研究。
细胞或细菌电转染是利用电脉冲向细胞内引入无法穿透细胞膜的大分子的技术。在施加强电场时，细胞膜暂时变成多孔性质并且可以让外界材料透过。细胞膜电穿透作用取决于电场的各种参数、诸如脉冲类型、脉冲电压、脉冲持续时间、脉冲数量以及其他实验条件。目前用于细胞电转染的设备主要有细胞电转仪、电极杯等。
发明人在研究中发现，电转仪的电路要能实现精确的脉冲参数控制，并保证安全性，其成本是比较高的。随着电极杯的通用化，以及电转实验在研究室的普及化，需要提供一种低成本的充放电电路，能够保证安全性，并能实现释放实验研究需要的脉冲。
发明内容
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种用于电转仪的充放电电路，其具有低成本的优势，能实现实验研究所要求的脉冲，并保证安全性。
一种用于电转仪的充放电电路，包括：充电线路、充电电容、放电线路以及泄电线路；所述充电电容分别连接所述充电线路、所述放电线路以及所述泄电线路；所述充电线路，接入外部电源对所述充电电容进行充电；所述放电线路，对完成充电的充电电容进行放电，以输出所需的脉冲；所述泄电线路，在放电过程结束后释放充电电容的剩余电能，以保证安全性。
所述充电线路包括充电开关、第一光耦以及受所述第一光耦驱动的充电IGBT；所述充电线路在所述充电开关打开、所述充电IGBT导通时对所述充电电容进行充电。
充电开关为充电继电器。
所述放电线路包括放电开关、第二光耦以及受所述第二光耦驱动的放电IGBT；所述放电线路在所述放电开关打开、所述放电IGBT导通时对所述充电电容进行放电。
所述放电开关为放电继电器。
所述放电线路还包括连接所述放电IGBT的放电端子，以及与所述放电端子并联的放电电阻；所述放电端子用于外接电转杯的两极。
所述放电线路还包括与所述放电端子串接的保险管。
所述泄电线路包括第三光耦以及受所述第三光耦驱动的泄电IGBT；所述泄电线路在所述泄电IGBT导通时，释放充电电容的电能。
本发明提供的用于电转仪的充放电电路，包括充电电容、充电线路、放电线路和泄电线路，其具有低成本的优势，能实现实验研究所要求的脉冲，并保证安全性。
附图说明
图1是本发明提供的用于电转仪的充放电电路的结构示意图；
图2是本发明一个实施例提供的用于电转仪的充放电电路的线路示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明的一个实施例中提供了一种用于电转仪的充放电电路。在本实施例中，用于电转仪的充放电电路，包括：充电线路、充电电容、放电线路以及泄电线路；充电电容分别连接充电线路、放电线路以及泄电线路；充电线路，接入外部电源对充电电容进行充电；放电线路，对完成充电的充电电容进行放电，以输出所需的脉冲；泄电线路，在放电过程结束后释放充电电容的剩余电能，以保证安全性。
参见图2，为本发明又一个实施例提供的用于电转仪的充放电电路。具体的，在图2中，1为充电继电器。2为充电IGBT，优选为高速高压IGBT，对充电电容进行充电。进一步的，在图2中的充电IGBT受光耦21驱动。3为充电电容，具体为高压大容量电容。4为泄电IGBT，控制泄电动作，受光耦41驱动。5为放电继电器。6为放电端子，外接电转杯的两极，电转杯可以是常规的电转杯，其中装有用于电转实验的液体。7为放电IGBT，相应的，71为驱动放电IGBT的光耦。10为放电电阻。
下面，对图2实施例中的用于电转仪的充放电电路的工作原理进行说明。简要来说，其工作循环就是充电-放电-泄电过程。
具体的，打开充电继电器1，并导通充电IGBT(由对应光耦驱动)，关闭4、5、7部件，开启充电过程。一般的，充电电容时间约为25s。可选的，充电时间可以根据高压电源功率和充电电阻进行调整，电路中含有电压反馈，以检测电容电压，当电压达到设定电压，停止充电。
充电过程结束时，关闭器件1、2、4，打开器件5、7，充电电容处于放电阶段。放电时，加载在放电端子上的电压为指数衰减。
放电时间也是可控可调，在放电过程结束后，打开部件4，关闭部件1、2、5、7，开启泄电过程，以释放充电电容上的剩余电能，以确保在工作循环结束后，充电电容不带点，避免危害，也保证下一个工作循环的安全性。
图2实施例提供的用于电转仪的充放电电路，其具有下列优势：
(1)电路简单可靠，结构清楚，包括充电电容、充电线路、放电线路和泄电线路，电路中相对昂贵的器件仅仅使用了3个IGBT，成本低。
(2)能够实现实验研究所需要的脉冲波形。放电时，理论上的放电电压呈现指数衰减，而放电时间是可控的，合理控制放电时间，例如单次20微妙左右，就可以近似得到方波放电。进一步的，由不同周期的方波叠加可以得到任意需要的脉冲波形。
(3)放电时间短，量能大，一般在1.5毫秒之内。
(4)实现大电流放电，可适用于实验室细胞或细菌电转场景。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种用于电转仪的充放电电路，其特征在于，包括：充电线路、充电电容、放电线路以及泄电线路；所述充电电容分别连接所述充电线路、所述放电线路以及所述泄电线路；所述充电线路，接入外部电源对所述充电电容进行充电；所述放电线路，对完成充电的充电电容进行放电，以输出所需的脉冲；所述泄电线路，在放电过程结束后释放充电电容的剩余电能，以保证安全性。
2.根据权利要求1所述的用于电转仪的充放电电路，其特征在于，所述充电线路包括充电开关、第一光耦以及受所述第一光耦驱动的充电IGBT；所述充电线路在所述充电开关打开、所述充电IGBT导通时对所述充电电容进行充电。
3.根据权利要求2所述的用于电转仪的充放电电路，其特征在于，充电开关为充电继电器。
4.根据权利要求1所述的用于电转仪的充放电电路，其特征在于，所述放电线路包括放电开关、第二光耦以及受所述第二光耦驱动的放电IGBT；所述放电线路在所述放电开关打开、所述放电IGBT导通时对所述充电电容进行放电。
5.根据权利要求4所述的用于电转仪的充放电电路，其特征在于，所述放电开关为放电继电器。
6.根据权利要求4所述的用于电转仪的充放电电路，其特征在于，所述放电线路还包括连接所述放电IGBT的放电端子，以及与所述放电端子并联的放电电阻；所述放电端子用于外接电转杯的两极。
7.根据权利要求6所述的用于电转仪的充放电电路，其特征在于，所述放电线路还包括与所述放电端子串接的保险管。
8.根据权利要求1所述的用于电转仪的充放电电路，其特征在于，所述泄电线路包括第三光耦以及受所述第三光耦驱动的泄电IGBT；所述泄电线路在所述泄电IGBT导通时，释放充电电容的电能。
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2019
- 2019-07-15 CN CN201910636455.5A patent/CN110661442A/zh active Pending
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