CN116054784A - 一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器 - Google Patents

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CN116054784A CN202211635436.9A CN202211635436A CN116054784A CN 116054784 A CN116054784 A CN 116054784A CN 202211635436 A CN202211635436 A CN 202211635436A CN 116054784 A CN116054784 A CN 116054784A
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Abstract

一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，包括：控制信号发生模块、固态开关驱动电路、双极限高压脉冲发生器和负载；本发明提出了基于优化型H桥及脉冲变压器的双极性脉冲高压发生器。仅需要一级H桥电路输出一定幅值电压，利用脉冲变压器升压单元对电压进行提升，从而达到高压脉冲发生器的设计指标。本发明可实现高幅值双极性脉冲电压电流波形输出。本发明提出的优化型H桥电路拓扑可在固态开关过流时短时间抑制电流的急剧上升，从而保护固态开关。本发明提出的脉冲变压器的漏感小，优化脉冲电压波形前沿，使得脉冲电压波形具备快上升沿。本发明提出的脉冲发生器具备脉冲电压、脉冲宽度、脉冲频率、正负极性间距灵活可调的特点。

Description

一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器
技术领域
本发明涉及脉冲功率装置应用领域，具体是一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器。
背景技术
随着脉冲功率技术的深入发展，脉冲功率装置的应用领域逐渐由国防军工领域开放至生物医疗、食品杀菌处理、等离子体放电等民用领域。在食品杀菌处理处理领域，利用高场强施加在细菌上，造成细胞的不可逆电穿孔，从而杀灭细菌。这一技术由于具备高杀菌效果、低发热特性而被广泛研究。在这一领域，对于脉冲功率装置的需求较为严苛。为了保证工业上的处理量与处理效率，脉冲发生器的输出电压幅值高，输出脉冲宽度长，输出频率高。同时，由于液态食品负载的阻抗偏低，脉冲电流高。因此，脉冲发生器的等效平均功率需求高，在kW级别以上。这都对脉冲发生器的设计与研制提出了挑战。
在液态食品杀菌领域，液态食品物料由于自身的非纯净性特点可视为电解质溶液。金属电极与之接触时会发生原电池反应，即电极腐蚀。金属离子会进入食品物料。为保证食品安全，在食品加工过程中，金属离子浓度需低于一定标准值。双极性脉冲发生器可输出双极性脉冲电压电流波形，其极性的来回切换在很大程度上抑制了电极腐蚀过程，保证了加工处理过程中的食品安全。同时，根据相应研究，双极性脉冲电压产生的交变应力作用于细胞时，细胞膜结构疲劳损伤会加剧，不可逆电穿孔效果增强，其杀菌效果大幅提升。
传统双极性脉冲高压发生器对于固态开关的需求量大，成本大大提升。且由于本技术对于输出平均功率需求大，器件数量众多，设备设计程度复杂，散热管理设计难度大幅提升。传统的高压脉冲发生器采用双Marx型电路拓扑方案或级联型H桥拓扑方案。两者都是单级输出一定电压，利用级数堆叠提升脉冲发生器的输出幅值。双Marx型拓扑每一级需要四个固态开关，级联型H桥拓扑每一级需要五个固态开关。为输出高幅值电压，需级数叠加，固态开关数量急剧增多，设备可靠性大大降低，成本迅速上升。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，包括：控制信号发生模块、固态开关驱动电路、双极限高压脉冲发生器和负载。
所述控制信号发生模块生成开关控制信号，并传输至固态开关驱动电路。
所述固态开关驱动电路接收到开关控制信号后，控制低压脉冲发生单元和高压脉冲发生单元中各开关管的导通和关断，以及导通和关断的时间。
所述高压脉冲发生单元向负载传输双极性高压脉冲。
其中，高压脉冲发生器的电路拓扑如下所示：
记电源Vdc正极所在一端为A端，负极所在一端为B端，B端接地。
A端依次串联高频阻流电感Lz、储能电容C1后连接至B端。
所述固态开关S1-S4均采用MOSFET开关，且栅极均悬空。
高频阻流电感Lz串联固态开关S1的漏极，固态开关S1的源极串联固态开关S3的漏极，固态开关S3的源极串联至B端。
高频阻流电感Lz串联固态开关S2的漏极，固态开关S2的源极串联固态开关S4的漏极，固态开关S4的源极串联至B端。
固态开关S1的源极依次串联脉冲变压器初级漏感Ls1、脉冲变压器初级绕组分布电容Cd1后连接至固态开关S2的源极。
固态开关S1的源极依次串联脉冲变压器初级漏感Ls1、脉冲变压器励磁绕组Lm后连接至固态开关S2的源极。
固态开关S1的源极依次串联脉冲变压器初级漏感Ls1、电感L1后连接至固态开关S2的源极。
电感L2与电感L1分别为对应的初、次级绕组等效变比电感，记电感L2的一端为E端，另一端为F端。
E端依次串联脉冲变压器次级绕组漏感Ls2、脉冲变压器次级分布电容Cd2后连接至F端。
E端依次串联脉冲变压器次级绕组漏感Ls2、负载电容RL后连接至F端。
进一步，所述高压脉冲发生器还包括人机交互界面和数字式闭锁保护。
所述人机交互界面用于生成开关控制指令，并传输至控制信号发生模块。
所述控制信号发生模块接收开关控制指令后生成开关控制信号。
所述数字式闭锁保护对整体电路进行保护。
进一步，所述高压脉冲为双极性脉冲电压，其脉冲宽度、正负极性间距、脉冲频率可调。
进一步，所述固态开关驱动电路通过控制低压脉冲发生单元和高压脉冲发生单元中各开关管的导通和关断，以及导通和关断的时间，进而控制脉冲放电时间。
所述脉冲放电的时间包括正脉冲放电时间、正负脉冲时间间隔、负脉冲放电时间和负正脉冲时间间隔。
所述正脉冲放电时间和正负脉冲时间间隔为一个脉冲放电周期。
进一步，所述高压脉冲发生器工作时，通过控制固态开关的导通和关断，以及导通和关断的时间，实现电感L1上正负极性电压信号的输出。
当固态开关S1、固态开关S4导通且固态开关S2、固态开关S3关断时，在电感L1上输出正极性低压，其幅值为Vo1。
当固态开关S1、固态开关S4关断且固态开关S2、固态开关S3导通时，在电感L1上输出负极性低压，其幅值为-Vo1。
进一步，所述脉冲变压器对电感L1的低压脉冲进行升压，进而在负载RL端输出赋值为Vo＝n*Vo1的双极性脉冲电压。n为脉冲变压器的变比。
进一步，所述脉冲变压器励磁绕组Lm分布于铁心两臂，包括初级绕组和次级绕组。
所述初级绕组绕制于外侧，次级绕组绕制于内侧。
所述脉冲变压器励磁绕组Lm整体浸泡于变压器油中。
进一步，所述初级绕组各线匝并联绕制，次级绕组各线匝串联绕制。
进一步，所述脉冲变压器采用的是CD型磁芯。
进一步，所述低成本大功率双极性高压脉冲发生器用于食品杀菌。
本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明提出了基于优化型H桥及脉冲变压器的双极性脉冲高压发生器。仅需要一级H桥电路输出一定幅值电压，利用脉冲变压器升压单元对电压进行提升，从而达到高压脉冲发生器的设计指标。本发明提出的优化型H桥电路拓扑配合脉冲变压器可实现高幅值双极性脉冲电压电流波形输出。本发明提出的优化型H桥电路拓扑可在固态开关过流时短时间抑制电流的急剧上升，从而保护固态开关。本发明提出的脉冲变压器的漏感小，优化脉冲电压波形前沿，使得脉冲电压波形具备快上升沿。本发明提出的脉冲发生器具备脉冲电压、脉冲宽度、脉冲频率、正负极性间距灵活可调的特点。
本发明的有益效果包括：
1.少量固态开关及脉冲变压器组合实现高幅值双极性脉冲变压器输出。
2.高压脉冲发生器的输出电压、宽度、正负极性间隔、脉冲频率灵活可调，可依据不同细菌特点调节参数达到最优杀菌效果。
附图说明
图1为本发明各个模块组成；
图2为高压脉冲发生器电路拓扑；
图3为脉冲控制信号及高压输出示意图；
图4为正极性输出过程；
图5为负极性输出过程；
图6为脉冲变压器绕组设计；
图7为脉冲发生器样机；
图8为脉冲发生器输出电压电流波形。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
参见图1至图8，一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，包括：控制信号发生模块、固态开关驱动电路、双极限高压脉冲发生器和负载。
所述双极限高压脉冲发生器包括低压脉冲发生单元、高压脉冲发生单元。
所述控制信号发生模块生成开关控制信号，并传输至固态开关驱动电路。
所述固态开关驱动电路接收到开关控制信号后，控制低压脉冲发生单元和高压脉冲发生单元中各开关管的导通和关断，以及导通和关断的时间。
所述高压脉冲发生单元向负载传输双极性高压脉冲。
其中，高压脉冲发生器的电路拓扑如下所示：
记电源Vdc正极所在一端为A端，负极所在一端为B端，B端接地。
A端依次串联高频阻流电感Lz、储能电容C1后连接至B端。
所述固态开关S1-S4均采用MOSFET开关，且栅极均悬空。
高频阻流电感Lz串联固态开关S1的漏极，固态开关S1的源极串联固态开关S3的漏极，固态开关S3的源极串联至B端。
高频阻流电感Lz串联固态开关S2的漏极，固态开关S2的源极串联固态开关S4的漏极，固态开关S4的源极串联至B端。
固态开关S1的源极依次串联脉冲变压器初级漏感Ls1、脉冲变压器初级绕组分布电容Cd1后连接至固态开关S2的源极。
固态开关S1的源极依次串联脉冲变压器初级漏感Ls1、脉冲变压器励磁绕组Lm后连接至固态开关S2的源极。
固态开关S1的源极依次串联脉冲变压器初级漏感Ls1、电感L1后连接至固态开关S2的源极。
电感L2与电感L1分别为对应的初、次级绕组等效变比电感，记电感L2的一端为E端，另一端为F端。
E端依次串联脉冲变压器次级绕组漏感Ls2、脉冲变压器次级分布电容Cd2后连接至F端。
E端依次串联脉冲变压器次级绕组漏感Ls2、负载电容RL后连接至F端。
所述低压脉冲发生单元包括：脉冲变压器初级漏感Ls1、电感L1、脉冲变压器励磁绕组Lm和脉冲变压器初级绕组分布电容Cd1。
所述高压脉冲发生单元包括：脉冲变压器次级绕组漏感Ls2、电感L2和脉冲变压器次级分布电容Cd2。
当S1-S4突然故障直通短路时，高频阻流电感Lz为高阻抗状态，可限制高压直流电源的电流输出，防止高压直流电源短路，从而保护高压直流电源。储能电容C储存能量。
所述高压脉冲发生器还包括人机交互界面和数字式闭锁保护。
所述人机交互界面用于生成开关控制指令，并传输至控制信号发生模块。
所述控制信号发生模块接收开关控制指令后生成开关控制信号。
所述数字式闭锁保护对整体电路进行保护。
所述高压脉冲为双极性脉冲电压，其脉冲宽度、正负极性间距、脉冲频率可调。
所述固态开关驱动电路通过控制低压脉冲发生单元和高压脉冲发生单元中各开关管的导通和关断，以及导通和关断的时间，进而控制脉冲放电时间。
所述脉冲放电的时间包括正脉冲放电时间、正负脉冲时间间隔、负脉冲放电时间和负正脉冲时间间隔。
所述正脉冲放电时间和正负脉冲时间间隔为一个脉冲放电周期。
所述高压脉冲发生器工作时，通过控制固态开关的导通和关断，以及导通和关断的时间，实现电感L1上正负极性电压信号的输出。
当固态开关S1、固态开关S4导通且固态开关S2、固态开关S3关断时，在电感L1上输出正极性低压，其幅值为Vo1。
当固态开关S1、固态开关S4关断且固态开关S2、固态开关S3导通时，在电感L1上输出负极性低压，其幅值为-Vo1。
所述脉冲变压器对电感L1的低压脉冲进行升压，进而在负载RL端输出赋值为Vo＝n*Vo1的双极性脉冲电压。n为脉冲变压器的变比。
所述脉冲变压器励磁绕组Lm分布于铁心两臂，包括初级绕组和次级绕组。
所述初级绕组绕制于外侧，次级绕组绕制于内侧，从而使初级绕组的感应磁通更好地耦合进次级绕组，减少漏感，从而抖化脉冲电压输出波形上升沿。
所述脉冲变压器励磁绕组Lm整体浸泡于变压器油中。初级绕组承担更大电流，绕制于外侧，并将整体浸泡于变压器油中，方便绕组散热，从而提升装置可靠性。
所述初级绕组各线匝并联绕制，次级绕组各线匝串联绕制。
所述初级绕组通过并联来提升初级绕组通流能力，以满足大功率需求。次级绕组通过串联来降低次级绕组高度和铁心内窗高度，从而降低铁心体积，减少装置重量及成本。
所述脉冲变压器采用的是CD型磁芯。
所述低成本大功率双极性高压脉冲发生器用于食品杀菌。
实施例2：
参见图1至图8，一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，包括：控制信号发生模块、固态开关驱动电路、双极限高压脉冲发生器和负载。
所述双极限高压脉冲发生器包括低压脉冲发生单元、高压脉冲发生单元。
所述控制信号发生模块生成开关控制信号，并传输至固态开关驱动电路。
所述固态开关驱动电路接收到开关控制信号后，控制低压脉冲发生单元和高压脉冲发生单元中各开关管的导通和关断，以及导通和关断的时间。
所述高压脉冲发生单元向负载传输双极性高压脉冲。
其中，高压脉冲发生器的电路拓扑如下所示：
记电源Vdc正极所在一端为A端，负极所在一端为B端，B端接地。
A端依次串联高频阻流电感Lz、储能电容C1后连接至B端。
所述固态开关S1-S4均采用MOSFET开关，且栅极均悬空。
高频阻流电感Lz串联固态开关S1的漏极，固态开关S1的源极串联固态开关S3的漏极，固态开关S3的源极串联至B端。
高频阻流电感Lz串联固态开关S2的漏极，固态开关S2的源极串联固态开关S4的漏极，固态开关S4的源极串联至B端。
固态开关S1的源极依次串联脉冲变压器初级漏感Ls1、脉冲变压器初级绕组分布电容Cd1后连接至固态开关S2的源极。
固态开关S1的源极依次串联脉冲变压器初级漏感Ls1、脉冲变压器励磁绕组Lm后连接至固态开关S2的源极。
固态开关S1的源极依次串联脉冲变压器初级漏感Ls1、电感L1后连接至固态开关S2的源极。
电感L2与电感L1分别为对应的初、次级绕组等效变比电感，记电感L2的一端为E端，另一端为F端。
E端依次串联脉冲变压器次级绕组漏感Ls2、脉冲变压器次级分布电容Cd2后连接至F端。
E端依次串联脉冲变压器次级绕组漏感Ls2、负载电容RL后连接至F端。
所述低压脉冲发生单元包括：脉冲变压器初级漏感Ls1、电感L1、脉冲变压器励磁绕组Lm和脉冲变压器初级绕组分布电容Cd1。
所述高压脉冲发生单元包括：脉冲变压器次级绕组漏感Ls2、电感L2和脉冲变压器次级分布电容Cd2。
当S1-S4突然故障直通短路时，高频阻流电感Lz为高阻抗状态，可限制高压直流电源的电流输出，防止高压直流电源短路，从而保护高压直流电源。储能电容C储存能量。
实施例3：
一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，主要见实施例2，所述高压脉冲发生器还包括人机交互界面和数字式闭锁保护。
所述人机交互界面用于生成开关控制指令，并传输至控制信号发生模块。
所述控制信号发生模块接收开关控制指令后生成开关控制信号。
所述数字式闭锁保护对整体电路进行保护。
实施例4：
一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，主要见实施例2，所述高压脉冲为双极性脉冲电压，其脉冲宽度、正负极性间距、脉冲频率可调。
实施例5：
一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，主要见实施例2，所述固态开关驱动电路通过控制低压脉冲发生单元和高压脉冲发生单元中各开关管的导通和关断，以及导通和关断的时间，进而控制脉冲放电时间。
所述脉冲放电的时间包括正脉冲放电时间、正负脉冲时间间隔、负脉冲放电时间和负正脉冲时间间隔。
所述正脉冲放电时间和正负脉冲时间间隔为一个脉冲放电周期。
实施例6：
一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，主要见实施例5，所述高压脉冲发生器工作时，通过控制固态开关的导通和关断，以及导通和关断的时间，实现电感L1上正负极性电压信号的输出。
当固态开关S1、固态开关S4导通且固态开关S2、固态开关S3关断时，在电感L1上输出正极性低压，其幅值为Vo1。
当固态开关S1、固态开关S4关断且固态开关S2、固态开关S3导通时，在电感L1上输出负极性低压，其幅值为-Vo1。
实施例7：
一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，主要见实施例6，所述脉冲变压器对电感L1的低压脉冲进行升压，进而在负载RL端输出赋值为Vo＝n*Vo1的双极性脉冲电压。n为脉冲变压器的变比。
实施例8：
一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，主要见实施例2，所述脉冲变压器励磁绕组Lm分布于铁心两臂，包括初级绕组和次级绕组。
所述初级绕组绕制于外侧，次级绕组绕制于内侧，从而使初级绕组的感应磁通更好地耦合进次级绕组，减少漏感，从而抖化脉冲电压输出波形上升沿。
所述脉冲变压器励磁绕组Lm整体浸泡于变压器油中。初级绕组承担更大电流，绕制于外侧，并将整体浸泡于变压器油中，方便绕组散热，从而提升装置可靠性。
实施例9：
一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，主要见实施例8，所述初级绕组各线匝并联绕制，次级绕组各线匝串联绕制。
所述初级绕组通过并联来提升初级绕组通流能力，以满足大功率需求。次级绕组通过串联来降低次级绕组高度和铁心内窗高度，从而降低铁心体积，减少装置重量及成本。
实施例10：
一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，主要见实施例2，所述脉冲变压器采用的是CD型磁芯。
实施例11：
一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，主要见实施例2，所述低成本大功率双极性高压脉冲发生器用于食品杀菌。
实施例12：
一种应用于食品杀菌的低成本大功率双极性高压脉冲发生器，内容包括：
该装置为新型的用于食品杀菌处理的，可输出正负极性高压脉冲，且脉冲宽度、脉冲频率、脉冲幅值、正负极性间距灵活可调的双极性高压脉冲发生器。通过释放双极性高压脉冲，处理室正负电极产生高压电场造成细菌的不可逆电穿孔，从而杀灭细菌，达到食品灭菌处理效果。
请参阅附图1，为高压脉冲发生器样机的各单元组成部分。
请参阅附图2，为高压脉冲发生器的电路原理拓扑。Lz为高频阻流电感；C为储能电容；S1-4为固态开关；Ls1为脉冲变压器初级漏感；Cd1为脉冲变压器初级绕组分布电容；Lm为脉冲变压器励磁绕组；L1，L2为初次级绕组等效变比的电感；Ls2为脉冲变压器次级绕组漏感；Cd2为脉冲变压器次级分布电容；RL为负载。当S1-4突然故障直通短路时，高频阻流电感Lz为高阻抗状态，可限制高压直流电源的电流输出，防止高压直流电源短路，从而保护高压直流电源。储能电容C储存能量。
图3为脉冲控制信号及高压输出示意图。Ⅰ为正脉冲放电时间，Ⅱ为正负脉冲时间间隔，Ⅲ为负脉冲放电时间，Ⅳ为负正脉冲时间间隔。时间Ⅰ+Ⅱ为一个脉冲放电周期。因此，通过调节上述时间，可实现不同脉冲宽度，正负极性间距，脉冲频率的双极性脉冲电压输出。当固态开关S1、S4导通且S2、S3关断时，在L1上输出正极性低压，其幅值为Vo1，工作过程如图4所示。
当固态开关S1、S4关断且S2、S3导通时，在L1输出负极性低压。工作过程如图5所示。
脉冲变压器的变比为n，通过脉冲变压器升压，最终在负载RL端输出双极性脉冲电压，输出幅值为Vo＝n*Vo1。
请参阅附图6，为本发明设计的脉冲变压器。脉冲变压器采用CD型磁芯，绕组分布于铁心两臂，初级绕组并联提升初级绕组通流能力，以满足大功率需求。次级绕组串联降低次级绕组高度，减少铁心内窗高度，从而降低铁心体积，减少装置重量及成本。初级绕组绕制于外侧，次级绕组绕制于内侧，从而使初级绕组的感应磁通更好地耦合进次级绕组，减少漏感，从而抖化脉冲电压输出波形上升沿；其次，初级绕组承担更大电流，绕制于外侧，并将整体浸泡于变压器油中，方便绕组散热，从而提升装置可靠性。
请参阅附图7和附图8，为本发明的实际样机和实际测试输出电压电流波形。若采用双Marx电路拓扑或H桥级联拓扑和相同参数的固态开关对高压脉冲发生器进行研制，则需采用8个或12个固态开关。在本发明中仅需使用2个加改进型脉冲变压器即可实现±10kV高压脉冲输出。相较于固态开关，脉冲变压器设计及研制成本远小于1个固态开关的成本。因此本发明可大幅降低高压双极性脉冲发生器成本，以推动该装置的普遍应用。

Claims (10)

1.一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，其特征在于，包括：控制信号发生模块、固态开关驱动电路、双极限高压脉冲发生器和负载。
所述控制信号发生模块生成开关控制信号，并传输至固态开关驱动电路；
所述固态开关驱动电路接收到开关控制信号后，控制低压脉冲发生单元和高压脉冲发生单元中各开关管的导通和关断，以及导通和关断的时间。
所述高压脉冲发生单元向负载传输双极性高压脉冲；
其中，高压脉冲发生器的电路拓扑如下所示：
记电源Vdc正极所在一端为A端，负极所在一端为B端，B端接地；
A端依次串联高频阻流电感Lz、储能电容C1后连接至B端；
所述固态开关S1-S4均采用MOSFET开关，且栅极均悬空；
高频阻流电感Lz串联固态开关S1的漏极，固态开关S1的源极串联固态开关S3的漏极，固态开关S3的源极串联至B端；
高频阻流电感Lz串联固态开关S2的漏极，固态开关S2的源极串联固态开关S4的漏极，固态开关S4的源极串联至B端；
固态开关S1的源极依次串联脉冲变压器初级漏感Ls1、脉冲变压器初级绕组分布电容Cd1后连接至固态开关S2的源极；
固态开关S1的源极依次串联脉冲变压器初级漏感Ls1、脉冲变压器励磁绕组Lm后连接至固态开关S2的源极；
固态开关S1的源极依次串联脉冲变压器初级漏感Ls1、电感L1后连接至固态开关S2的源极；
电感L2与电感L1分别为对应的初、次级绕组等效变比电感，记电感L2的一端为E端，另一端为F端；
E端依次串联脉冲变压器次级绕组漏感Ls2、脉冲变压器次级分布电容Cd2后连接至F端；
E端依次串联脉冲变压器次级绕组漏感Ls2、负载电容RL后连接至F端。
2.根据权利要求1所述的一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，其特征在于，所述高压脉冲发生器还包括人机交互界面和数字式闭锁保护；
所述人机交互界面用于生成开关控制指令，并传输至控制信号发生模块；
所述控制信号发生模块接收开关控制指令后生成开关控制信号；
所述数字式闭锁保护对整体电路进行保护。
3.根据权利要求1所述的一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，其特征在于，所述高压脉冲为双极性脉冲电压，其脉冲宽度、正负极性间距、脉冲频率可调。
4.根据权利要求1所述的一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，其特征在于，所述固态开关驱动电路通过控制低压脉冲发生单元和高压脉冲发生单元中各开关管的导通和关断，以及导通和关断的时间，进而控制脉冲放电时间；
所述脉冲放电的时间包括正脉冲放电时间、正负脉冲时间间隔、负脉冲放电时间和负正脉冲时间间隔；
所述正脉冲放电时间和正负脉冲时间间隔为一个脉冲放电周期。
5.根据权利要求4所述的一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，其特征在于，所述高压脉冲发生器工作时，通过控制固态开关的导通和关断，以及导通和关断的时间，实现电感L1上正负极性电压信号的输出；
当固态开关S1、固态开关S4导通且固态开关S2、固态开关S3关断时，在电感L1上输出正极性低压，其幅值为Vo1；
当固态开关S1、固态开关S4关断且固态开关S2、固态开关S3导通时，在电感L1上输出负极性低压，其幅值为-Vo1。
6.根据权利要求5所述的一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，其特征在于，所述脉冲变压器对电感L1的低压脉冲进行升压，进而在负载RL端输出赋值为Vo＝n*Vo1的双极性脉冲电压；n为脉冲变压器的变比。
7.根据权利要求1所述的一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，其特征在于，所述脉冲变压器励磁绕组Lm分布于铁心两臂，包括初级绕组和次级绕组；
所述初级绕组绕制于外侧，次级绕组绕制于内侧；
所述脉冲变压器励磁绕组Lm整体浸泡于变压器油中。
8.根据权利要求7所述的一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，其特征在于，所述初级绕组各线匝并联绕制，次级绕组各线匝串联绕制。
9.根据权利要求1所述的一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，其特征在于，所述脉冲变压器采用的是CD型磁芯。
10.根据权利要求1所述的一种低成本大功率双极性高压脉冲发生器，其特征在于，所述低成本大功率双极性高压脉冲发生器用于食品杀菌。
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