一种电穿孔放电保护装置及放电保护方法与流程

本发明涉及电穿孔，尤其涉及一种电穿孔放电保护装置及放电保护方法。

背景技术：

1、电穿孔技术的原理是采用一定的电场对细胞进行作用，所形成的电脉冲可以导致细胞膜被电击穿，从而在细胞膜上形成临时微孔，使外部物质可以通过这些微孔进入细胞。

2、电穿孔仪器采用高压大电流对实验样品中的生物细胞进行放电以击穿细胞壁。电穿孔仪器通常包括高压脉冲模块和放电电极。放电电极基于高压脉冲模块产生的高压电脉冲对实验样品进行放电。

3、放电电极有多种间隙可选。若高电压、小电极间隙，放电时可能会在电极间发生拉弧现象，导致实验样品溶液蒸发损伤实验体。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种电穿孔放电保护装置及放电保护方法，以解决电穿孔放电时产生拉弧现象，导致实验样品溶液蒸发损伤实验体的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种电穿孔放电保护装置，包括：开关模块、放电模块、第一电流检测模块、第一电流比较模块和控制模块。所述开关模块的第一端连接外部脉冲信号模块，第二端与所述放电模块的第一端连接。所述放电模块的第二端接地，用于对实验样品进行放电。所述第一电流检测模块与所述放电模块串联连接，用于检测放电模块的电流。所述第一电流比较模块连接所述第一电流检测模块，用于将检测得到的所述放电模块的电流与第一预设电流比较，输出放电过流信号。所述控制模块连接所述第一电流比较模块，用于在接收到所述放电过流信号时控制开关模块，以使放电模块的电流低于所述第一预设电流。

3、在一种可能的实现方式中，还包括：第二电流检测模块和第二电流比较模块。所述第二电流检测模块与所述开关模块串联，用于检测所述开关模块的电流。所述第二电流比较模块连接所述第二电流检测模块，用于将检测得到的所述开关模块的电流与第二预设电流比较，输出开关过流信号。所述控制模块连接所述第二电流比较模块，用于在接收到所述开关过流信号时控制开关模块的电流低于第二预设电流。

4、在一种可能的实现方式中，所述开关模块包括绝缘栅双极型晶体管igbt。所述控制模块具体用于在接收到所述放电过流信号时控制关闭igbt，以使放电模块的电流低于所述第一预设电流。

5、在一种可能的实现方式中，所述开关模块包括绝缘栅双极型晶体管igbt。所述控制模块具体用于在接收到所述开关过流信号时控制关闭igbt，以使igbt的电流低于第二预设电流。

6、在一种可能的实现方式中，所述控制模块包括第一控制单元和第二控制单元。所述第二控制单元连接所述第二电流比较模块，用于在接收到所述开关过流信号时控制开关模块的电流低于第二预设电流。所述第一控制单元连接所述第一电流比较模块，用于将接收到的所述放电过流信号发送至所述第二控制单元。所述第二控制单元用于在接收到所述放电过流信号时控制开关模块，以使放电模块的电流低于第一预设电流。

7、在一种可能的实现方式中，还包括电隔离腔。所述第二控制单元、所述开关模块、所述第二电流检测模块、所述第二电流比较模块设于所述电隔离腔内部。所述第一控制单元、所述放电模块、所述第一电流检测模块、所述第一电流比较模块设于所述电隔离腔外部。

8、第二方面，本发明实施例提供了一种电穿孔放电保护方法，应用于如第一方面中任一项可能的实现方式所述的电穿孔放电保护装置中，包括：获取限流值。将所述限流值发送至所述第一电流比较模块，其中，所述第一电流比较模块将所述限流值作为第一预设电流与所述放电模块的电流比较，以产生放电过流信号。若接收到所述放电过流信号，输出控制信号，其中，所述控制信号用于控制开关模块，以使放电模块的电流低于所述第一预设电流。

9、在一种可能的实现方式中，所述获取限流值包括：基于用户输入的第一电流值，获取限流值，其中所述第一电流值的范围为5安至20安。

10、在一种可能的实现方式中，所述获取限流值之前还包括：获取用户输入的脉冲信号模块的工作电压。获取实验样品的溶液电阻。所述获取限流值包括：基于所述工作电压、所述溶液电阻，获取限流值。

11、在一种可能的实现方式中，所述基于所述工作电压、所述溶液电阻，获取限流值包括：将所述工作电压除以所述溶液电阻，获得第二电流值。若所述第二电流值小于等于下限值，则将下限值作为所述限流值。若所述第二电流值大于等于上限值，则将上限值作为所述限流值。若所述第二电流值大于下限值且小于上限值，则将第二电流值作为所述限流值。

12、本发明实施例提供一种电穿孔放电保护装置及放电保护方法，该装置包括：开关模块、放电模块、第一电流检测模块、第一电流比较模块和控制模块。开关模块的第一端连接外部脉冲信号模块，第二端与放电模块的第一端连接。放电模块的第二端接地，用于对实验样品进行放电。第一电流检测模块与放电模块串联连接，用于检测放电模块的电流。第一电流比较模块连接第一电流检测模块，用于将检测得到的放电模块的电流与第一预设电流比较，输出放电过流信号。控制模块连接第一电流比较模块，用于在接收到放电过流信号时控制开关模块，以使放电模块的电流低于第一预设电流。本发明通过第一电流检测模块检测放电电极的电流，通过第一电流比较模块将放电电极的电流与第一预设电流比较。基于监测到的放电过流信号控制开关模块，实现对放电电极的限流，避免电穿孔放电时产生拉弧现象，从而解决了实验样品溶液蒸发损伤实验体的问题。

技术特征：

1.一种电穿孔放电保护装置，其特征在于，包括：开关模块、放电模块、第一电流检测模块、第一电流比较模块和控制模块；

2.根据权利要求1所述的电穿孔放电保护装置，其特征在于，还包括：第二电流检测模块和第二电流比较模块；

3.根据权利要求1所述的电穿孔放电保护装置，其特征在于，所述开关模块包括绝缘栅双极型晶体管igbt；所述控制模块具体用于在接收到所述放电过流信号时控制关闭igbt，以使放电模块的电流低于所述第一预设电流。

4.根据权利要求2所述的电穿孔放电保护装置，其特征在于，所述开关模块包括绝缘栅双极型晶体管igbt；所述控制模块具体用于在接收到所述开关过流信号时控制关闭igbt，以使igbt的电流低于第二预设电流。

5.根据权利要求2所述的电穿孔放电保护装置，其特征在于，所述控制模块包括第一控制单元和第二控制单元；

6.根据权利要求5所述的电穿孔放电保护装置，其特征在于，还包括电隔离腔；

7.一种电穿孔放电保护方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6中任一项所述的电穿孔放电保护装置中，包括：

8.根据权利要求7所述的电穿孔放电保护方法，其特征在于，所述获取限流值包括：

9.根据权利要求7所述的电穿孔放电保护方法，其特征在于，所述获取限流值之前还包括：

10.根据权利要求9所述的电穿孔放电保护方法，其特征在于，所述基于所述工作电压、所述溶液电阻，获取限流值包括：

技术总结
本发明提供一种电穿孔放电保护装置及放电保护方法。该装置包括：开关模块的第一端连接外部脉冲信号模块，第二端与放电模块的第一端连接；放电模块的第二端接地，用于对实验样品进行放电；第一电流检测模块与放电模块串联连接，用于检测放电模块的电流；第一电流比较模块连接第一电流检测模块，用于将检测得到的放电模块的电流与第一预设电流比较，输出放电过流信号；控制模块连接第一电流比较模块，用于在接收到放电过流信号时控制开关模块，以使放电模块的电流低于第一预设电流。本发明能够基于监测到的放电过流信号控制开关模块，实现对放电电极的限流，避免电穿孔放电时产生拉弧现象，从而解决了实验样品溶液蒸发损伤实验体的问题。

技术研发人员：牛月彬,周伟
受保护的技术使用者：威尼德生物科技（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15