[實用新型]中性束高壓脈沖電源LR網絡緩沖器

有效

• 申請號: 201120445702.2
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN202363892U
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 陳滋健
• 申請（專利權）人: 合肥華耀電子工業有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 吳娜

技術領域

本實用新型涉及中性束高壓脈沖電源領域，尤其是一種中性束高壓脈沖電源LR網絡緩沖器。

背景技術

熱核聚變反應堆需要通過中性束給等離子體加熱，中性束高壓電源是裝置的關鍵子系統。由于不同的運行條件，高壓電源負載電極之間打火時常發生，極板之間打火短路不可避免，尤其在高壓鍛煉以及束引出階段，電極間打火、擊穿現象頻繁發生。為了保護離子源，在電極上的能量積累和擊穿時的電流峰值必須加以限制。在電源保護時，高壓系統分布電容儲能無法通過開關斷開，會直接通過負載釋放，通常放電時間非常快，浪涌電流幅值高，必須加以限制。

目前，有些高壓電源系統在主回路中串入大電感，用來限制電流上升率，使得快速開關動作之前釋放到負載的能量和電流幅值補償過允許值，有些則采用CORE-SNUBBER吸收分布電容儲能。然而以上方式存在成本高、參數離散性較大、調整困難的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種成本低、可靠性高、易于設計和調試的中性束高壓脈沖電源LR網絡緩沖器。

為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：一種中性束高壓脈沖電源LR網絡緩沖器，包括嵌入式電感線圈，高壓電阻陣列并聯在嵌入式電感線圈的兩端，嵌入式電感線圈與高壓電阻陣列的兩并聯端引出高壓引出線。

由上述技術方案可知，本實用新型在高壓正常運行時，主回路電流通過嵌入式電感線圈，高壓電阻陣列被旁路；當負載打火短路時，電源系統的分布電容C儲能向負載釋放能量，高壓電阻陣列會吸收電源輸出分布電容C的絕大部分儲能，同時保持電源性能不變，高壓電源輸出電流無任何過沖，保證了負載和電源的安全可靠。此外，本實用新型的結構簡單、成本低，易于設計和調試。

附圖說明

圖1、2均為本實用新型的結構示意圖；

圖3是本實用新型在高壓電源系統中的電路連接圖；

圖4是本實用新型的電流波形圖。

具體實施方式

一種中性束高壓脈沖電源LR網絡緩沖器，包括嵌入式電感線圈1，高壓電阻陣列2并聯在嵌入式電感線圈1的兩端，嵌入式電感線圈1與高壓電阻陣列2的兩并聯端引出高壓引出線3，如圖1、2所示。圖1為本實用新型的主視圖，圖2為本實用新型的左視圖。

如圖1、2所示，所述的嵌入式電感線圈1設置在環氧筒5內，所述的高壓電阻陣列2由多個并聯的高壓電阻組成，多個并聯的高壓電阻并聯在嵌入式電感線圈1的兩端。所述的嵌入式電感線圈1采用銅導體，所述的高壓電阻的個數為8個。

如圖3所示，所述嵌入式電感線圈1與高壓電阻陣列2的并聯端引出的一端高壓引出線3接分布電容C，引出的另一端高壓引出線3接負載，并聯的嵌入式電感線圈1和高壓電阻陣列2、分布電容C以及負載構成回路，高壓電源并接在分布電容C上。LR網絡緩沖器串聯在高壓的電源的輸出回路中，其具體位置是介于電源輸出分布電容C和負載之間。當輸出短路時，初始短路電流流經嵌入式電感線圈1，電流的峰值為與輸出電壓成正比，與L/C的平方根成反比。因此，在分布電容C一定的情況下，只要有足夠大的嵌入式電感線圈1，就能將高壓電源短路電流抑制在一定的幅值之內。高壓電阻陣列2的作用是LC振蕩進行阻尼，將分布電容C的能量在一個諧振周波內消耗掉，其耐壓值的功率是重要的指標。

如圖1、2所示，所述的嵌入式電感線圈1嵌在環氧筒5的渦旋槽內，嵌入式電感線圈1上覆蓋環氧樹脂膠，所述的環氧筒5、高壓電阻陣列2均固定在環氧絕緣支架4上，環氧絕緣支架4固定安裝在支撐瓷瓶6上，支撐瓷瓶6安裝在高壓電源系統的輸出端。由于網絡中的電感瞬間承受極高的電壓，可達50KV，因此采用嵌入式電感線圈1的設計方式，即將銅導體嵌在帶有渦旋槽的環氧筒5中。高壓電阻陣列2并聯在嵌入式電感線圈1的兩端，以保證LR網絡在承受脈沖放電電流時的高可靠性。

在中性束高壓電源系統中，輸出額定電壓50KV，輸出額定穩態電流100A，電源等效負載Z=500???????????????????????????????????????????????，設置LR網絡緩沖器中嵌入式電感線圈1的電感量為100uH，且為空芯電感，穩態100A，瞬態電流峰值800A，脈寬2us；高壓電阻陣列2的阻值為10，穩態電流0A,瞬態3kA，無感，耐壓50kV。在高壓正常運行時，主回路電流通過嵌入式電感線圈1，高壓電阻陣列2被旁路。