[實(shí)用新型]一種抽屜式大功率脈沖高壓電源的開(kāi)關(guān)電源模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320736099.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203574563U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛曉惠;姚列英;宣偉民;錢(qián)鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 核工業(yè)西南物理研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H02M9/00
• 分類(lèi)號(hào): H02M9/00
• 代理公司: 核工業(yè)專(zhuān)利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于一種高壓電源，具體涉及一種能快速開(kāi)通關(guān)斷的開(kāi)關(guān)電源模塊，可用于組建大功率脈沖高壓電源主回路的高壓平臺(tái)。

背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外的大型核聚變裝置均采用多種輔助加熱方式開(kāi)展等離子加熱和電流驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，其所需要的高壓電源電壓逐漸增加。

本實(shí)用新型可用作組建大功率脈沖高壓電源的高壓平臺(tái)，改變模塊的數(shù)量可以改變輸出電壓的最大值，調(diào)整模塊的工作方式可以連續(xù)調(diào)節(jié)高壓的輸出值。目前該種形式的脈沖高壓電源已經(jīng)用于核聚變裝置輔助加熱的大功率應(yīng)用場(chǎng)合，但在元器件的選擇，組件的工藝布局上有需要改進(jìn)的地方。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種抽屜式大功率脈沖高壓電源的開(kāi)關(guān)電源模塊，它采用抽屜式的結(jié)構(gòu)，便于從支架上拆卸進(jìn)行維護(hù)。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種抽屜式大功率脈沖高壓電源的開(kāi)關(guān)電源模塊，它包括底板、整流模塊和IGBT模塊，整流模塊設(shè)在整流模塊散熱器上，IGBT模塊設(shè)在IGBT模塊散熱器上，電流傳感器安裝在IGBT模塊散熱器上，IGBT模塊散熱器與整流模塊散熱器固定在底板上，控制板通過(guò)支撐件固定在底板上，電容、空氣開(kāi)關(guān)和電阻安裝在底板上，空氣開(kāi)關(guān)的輸出用導(dǎo)線連接至整流模塊的輸入端，空氣開(kāi)關(guān)的A相輸入輸出利用導(dǎo)線直接短接，整流模塊的直流輸出連接至電容，電阻并聯(lián)在電容兩端，電容的輸出連接至IGBT模塊，其中正極引線穿過(guò)電流傳感器，在IGBT模塊的Vce兩端并聯(lián)吸收電容，在IGBT模塊的三個(gè)輸出端分別連接三個(gè)鍍鋅銅片。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，采用本實(shí)用新型組建的大功率脈沖高壓電源，具有模塊化的結(jié)構(gòu)、分布參數(shù)小的特點(diǎn)，由多個(gè)模塊串聯(lián)構(gòu)成電源主回路，采用獨(dú)特的控制方式調(diào)節(jié)高壓輸出，具有快速調(diào)節(jié)、快速保護(hù)和保護(hù)時(shí)對(duì)負(fù)載釋放能量小等優(yōu)點(diǎn)。另外，這種結(jié)構(gòu)的電源模塊還可用于其他領(lǐng)域的大功率開(kāi)關(guān)電源。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所提供的一種抽屜式大功率脈沖高壓電源的開(kāi)關(guān)電源模塊的俯視圖；

圖2為本實(shí)用新型所提供的一種抽屜式大功率脈沖高壓電源的開(kāi)關(guān)電源模塊的正視圖。

圖中，1電容，2空氣開(kāi)關(guān)，3整流模塊，4電流傳感器，5IGBT模塊，6吸收電容，7控制板，8電阻，9底板，10整流模塊散熱器，11IGBT模塊散熱器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹：

本實(shí)用新型采用三相空氣開(kāi)關(guān)、整流模塊、金屬薄膜電容、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、放電電阻、傳感器、控制板等元器件進(jìn)行合理的組合與布局，使電源模塊穩(wěn)定可靠的工作。

如圖1和圖2所示，一種抽屜式大功率脈沖高壓電源的開(kāi)關(guān)電源模塊它包括整流模塊3通過(guò)螺釘固定到整流模塊散熱器10上，IGBT模塊5通過(guò)螺釘固定到IGBT模塊散熱器11上，電流傳感器4安裝在IGBT模塊散熱器11上，IGBT模塊散熱器11與整流模塊散熱器10固定在底板9上，控制板7通過(guò)支撐件固定在底板9上，電容1、空氣開(kāi)關(guān)2和電阻8安裝在底板9上。

空氣開(kāi)關(guān)2的輸出用導(dǎo)線連接至整流模塊3的輸入端，空氣開(kāi)關(guān)2的A相輸入輸出利用導(dǎo)線直接短接，整流模塊3的直流輸出連接至電容1。一個(gè)電阻8并聯(lián)在電容1兩端，起放電的作用。電容1的輸出采用單芯銅導(dǎo)線連接至IGBT模塊5，其中正極引線需要穿過(guò)電流傳感器4。控制板7與模塊內(nèi)其他元件的連線套上套管提高耐壓。在IGBT模塊5的Vce兩端并聯(lián)吸收電容6，有效吸收電壓尖峰，在IGBT模塊5的三個(gè)輸出端分別連接三個(gè)鍍鋅銅片。

本實(shí)用新型在有限的空間內(nèi)重點(diǎn)考慮降低模塊的分布參數(shù)，簡(jiǎn)化線路，優(yōu)化器件參數(shù)，同時(shí)兼顧便于測(cè)量和維修更換等因素。采用金屬薄膜電容替代常規(guī)的電解電容，增加電源模塊壽命，根據(jù)各元器件的接線端子高度，合理布局，使元器件之間的引線盡量短，將控制板采用銅柱和塑料螺釘固定，保證控制板與IGBT的絕緣距離。

1.將鐵板按尺寸裁剪后鉆安裝孔，卷邊處理成模塊底板9，并鍍鋅。

2.分別將IGBT模塊5和整流模塊3通過(guò)螺釘安裝在各自的散熱器上，模塊底部需要涂抹導(dǎo)熱硅脂。

3.利用IGBT模塊5散熱器本身的一個(gè)安裝孔，根據(jù)電流傳感器4的尺寸在散熱器上再開(kāi)一個(gè)安裝孔，將電流傳感器4安裝在IGBT模塊散熱器11上。

4.將IGBT模塊5和整流模塊3連同各自散熱器安裝在電源模塊底板9上，散熱器均直接接觸在底板上。

5.將單只金屬薄膜電容器橫臥在底板上，電容的接線端在整個(gè)電源模塊內(nèi)部，將電容先用金屬環(huán)固定，再將金屬環(huán)固定在底板上。