[實用新型]一種用于大功率脈沖步進調制高壓電源的電源模塊

有效

• 申請號: 201220666737.3
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN202949353U
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 宣偉民;姚列英;李飛鏑;毛曉惠;王雅麗;李青;王英翹;徐偉東
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H01L25/00;H01L23/34
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 程旭輝;盧慧

技術領域

本實用新型屬于電源技術領域，具體涉及一種用于大功率脈沖步進調制高壓電源的電源模塊。

背景技術

托克馬克裝置輔助加熱的電源系統需脈沖大功率高壓電源，傳統的輔助加熱高壓電源采用了交流調壓或星點調壓的方式，在低壓端進行調節，經變壓器升壓后由高壓二極管整流閥整流為直流，再經過電容和電感濾波后為負載供電。傳統方式的高壓電源具有調節緩慢、濾波系統儲能大的不足。目前脈沖步進調制高壓電源已經在小功率領域有所使用，若推廣到托克馬克裝置輔助加熱的大功率應用場合，在元器件的選擇，組件的工藝布置上必須有特殊的考慮。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種可應用于托克馬克裝置輔助加熱的大功率應用場合的脈沖步進調制高壓電源的電源模塊。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為，一種用于大功率脈沖步進調制高壓電源的電源模塊，采用抽屜式的結構，包括控制板模塊、模塊底板、IGBT模塊、IGBT模塊散熱器、電流傳感器、電容器組、電阻器、二極管整流模塊、二極管整流模塊散熱器、空氣開關；其中，模塊底板為進行過卷邊處理的鍍鋅鐵板，電流傳感器安裝在IGBT模塊散熱器上，IGBT模塊和二極管整流模塊分別固定在IGBT模塊散熱器和二極管整流模塊散熱器上，并與各自的散熱器一起安裝固定在電源模塊底板上；電容器組由三只電容器按品字形串聯組成，并固定在模塊底板上；空氣開關、控制板模塊和3個電阻器分別安裝在電源模塊底板上，空氣開關的輸出端用導線連接至二極管整流模塊的輸入端，二極管整流模塊的直流輸出連接至電容器組；三個電阻器分別并聯在電容器組的三個電容器兩端，起均壓和放電的作用；電容器組的輸出連接至IGBT模塊，其中正極引線需要穿過電流傳感器；模塊底板與二極管整流模塊的正極相連，即將模塊上的懸浮導體鉗位在固定電位，避免電荷累積。

所述IGBT模塊和二極管整流模塊通過螺釘分別固定在IGBT模塊散熱器和二極管整流模塊散熱器上。

所述IGBT模塊和二極管整流模塊的底部涂抹導熱硅脂。

所述IGBT模塊散熱器用螺桿墊高了55mm，以縮短IGBT與電容器組的引線長度。

所述電容器組的三只電容器用金屬環禁錮成品字形，并通過金屬環固定在電源模塊底板上。

所述電容器組的輸出采用單芯銅導線連接至IGBT模塊。

所述控制板模塊與模塊內其他元件的連線均套有套管，以提高耐壓。

本實用新型采用空氣開關、二極管整流模塊、電容器組和IGBT等元器件進行合理的組合與布局，使電源模塊穩定可靠的工作。根據各元器件的接線端子高度，將IGBT模塊及散熱器撐起來使元器件之間的引線盡量短。整個模塊采用抽屜式的結構，便于從支架上拆卸進行維護。模塊內的元器件布局主要考慮降低模塊的分布參數，這是大功率模塊需要考慮的重要因素，同時也兼顧了便于測量和維修更換的因素。模塊上所有的懸浮導體都被連接到底板上，底板與二極管整流輸出的正極相連，目的是將所有的懸浮導體都鉗位在固定的電位上，避免電荷累積。

附圖說明

圖1為電源模塊的俯視圖。

圖2為電源模塊的正視圖。

圖中，1．控制板模塊，2.模塊底板，3.IGBT模塊，4.IGBT模塊散熱器，5.電流傳感器，6.電容器組，7.電阻器，8.二極管整流模塊，9.二極管整流模塊散熱器，10.空氣開關。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步描述。

本實用新型其結構如圖1、圖2所示，，裝配過程如下所述：

1.將鐵板按尺寸裁剪后鉆安裝孔，卷邊處理成模塊底板2，并鍍鋅。

2.將IGBT模塊3和二極管整流模塊8通過螺釘分別安裝在IGBT模塊散熱器4和二極管整流模塊散熱器9上，模塊底部需要涂抹導熱硅脂。

3.將電流傳感器5安裝在IGBT模塊散熱器4上。

4.將IGBT模塊3和二極管整流模塊8連同各自的散熱器安裝在電源模塊底板2上，其中IGBT散熱器4用螺桿墊高了55mm，以縮短IGBT與電容器組的引線長度。

5.將三只電容器按品字形擺放在模塊底板2上，擺放時需注意電容器的極性方向，以便將三只電容器串聯連接，形成電容器組6。電容器擺放就位后用使用金屬環禁錮，再將金屬環固定在模塊底板上。

6.將空氣開關10、模塊控制板1和電阻器7安裝在電源模塊底板2上。