[實用新型]一種大功率脈沖電源中的放電裝置

有效

• 申請號: 201520960490.X
• 申請日: 2015-11-28
• 公開（公告）號: CN205123695U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 陸啟明;李仁月;歐陽家祥
• 申請（專利權）人: 浙江大鐳核技術應用設備有限公司
• 主分類號: H03K3/543
• 分類號: H03K3/543
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種大功率脈沖電源中的放電裝置，尤其是涉及一種使用閘流管作為放電部件的大功率脈沖電源的放電裝置。

技術背景

脈沖功率電源一般都采用電容儲能、閘流管放電獲得脈沖的方式。其中采用的閘流管作為電真空器件，通常使用壽命在數百至近千小時，且價格隨其功率指數級上升。對于大功率的脈沖電源，例如工業輻照電子直線加速器用的脈沖電源，要求輸出脈沖功率十幾兆瓦，平均功率100千瓦，閘流管放電時脈沖電流數千安培，滿足這類脈沖電源技術要求的大功率閘流管多依靠進口，且價格昂貴，其成本是采用相同功率多閘流管組合的2～3倍。并且采用單一大功率閘流管工作的脈沖功率電源，其閘流管長期處于高負荷工作狀態，不利于使用壽命延長。

發明內容

為解決脈沖功率電源中采用單一大功率閘流管工作成本較高，使用壽命有限的問題，本實用新型提供的一種大功率脈沖電源中的放電裝置，包括觸發控制器和至少2個并聯的閘流管，所述觸發控制器分別與所述至少2個并聯的閘流管電連接。所述并聯的閘流管在所述觸發控制器的控制下交替工作，從而使所述至少2個并聯的閘流管皆工作于輕負荷狀態下，有利于其使用壽命的延長。需要補充的是，所述至少2個并聯的閘流管的功率之和應不小脈沖功率電源設備的要求功率，即不小于若采用單一大功率閘流管的功率。

本實用新型采用的技術方案是：一種大功率脈沖電源中的放電裝置，其特征是包括觸發控制器和至少2個并聯的閘流管，所述觸發控制器分別與所述至少2個并聯的閘流管電連接。

作為改進，所述至少2個并聯的閘流管優選功率相同的。

作為改進，所述的一種大功率脈沖電源中的放電裝置，還包括上位機，所述上位機與所述觸發控制器通過數據總線連接。

再改進，所述觸發控制器中包括時序控制電路、觸發選擇電路和觸發互鎖電路。

進一步改進，所述時序控制電路、觸發選擇電路及觸發互鎖電路主要由FPGA模塊組成。

需要補充說明的是，所述FPGA（Field－ProgrammableGateArray）模塊，即現場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路（ASIC）領域中的一種半定制電路而出現的，其快速、高精度、低抖動等特性是實現時序控制、觸發選擇及觸發互鎖的理想元件。

本實用新型的有益效果是：由于閘流管價格隨功率成指數級上升，使用多個小功率閘流管組合，取代單一大功率閘流管，有效降低了設備成本；采用多個小功率閘流管，在觸發控制器控制下交替觸發，使所述閘流管皆處于輕負荷工作狀態，有利于使用壽命的延長；若某一閘流管出現故障時，可以選擇單個閘流管降低功率運行，避免單一大功率閘流管故障造成生產中斷；采用FPGA模塊編寫觸發控制器的時序控制電路、觸發選擇電路和觸發互鎖電路，并與上位機連接，可以通過上位機在線式修改觸發時序、時延等參數，提高了整個設備的智能化程度。

附圖說明

圖1為本實用新型連接示意圖

圖中1：高壓電源，2：閘流管，21：閘流管A，211：閘流管A陽極，212：閘流管A柵極，214：閘流管A地，22：閘流管B，221：閘流管B陽極，222：閘流管B柵極，224：閘流管B地，3：脈沖成形裝置，4：負載，5：觸發控制器，6：上位機。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型作為進一步說明。如圖1所示高壓電源1的輸出端分別與閘流管A陽極21、閘流管B陽極22和脈沖成形裝置3輸入端通過導線連接，脈沖成形裝置3的輸出端連接負載4，上位機6與觸發控制器5通過數據總線連接，觸發控制器5的第一輸出端與閘流管A柵極212連接，第二輸出端與閘流管B柵極222連接，上述高壓電源1的地端、閘流管A地214、閘流管B地224和負載地端彼此連接并接地。

需要補充說明的是，所述觸發控制器5包括時序控制電路、觸發選擇電路和觸發互鎖電路。上述時序控制、觸發選擇與觸發互鎖電路主要由FPGA模塊組成，其中時序控制由FPGA的硬件描述語言編寫，通過FPGA的內部總線與上位機6進行通信。

實際應用時，上位機6與觸發控制器5通過數據總線連接，通過上位機6可以在線修改觸發時序、時延等參數；觸發控制器5的時序控制電路控制觸發選擇電路產生兩組觸發脈沖，兩組觸發脈沖經觸發互鎖電路后分別與閘流管A柵極212和閘流管B柵極222連接，使閘流管A21與閘流管B22交替工作或單獨工作。

其中優選閘流管A21與閘流管B22是相同功率的，此時觸發選擇電路產生的兩組觸發脈沖是具有特定相位差的相同脈沖信號，所述特定相位差即同一周期內兩組觸發脈沖的脈沖寬度是不重疊的。同時需要說明的是閘流管A21與閘流管B22的功率之和不小于脈沖功率電源設備的要求功率，若兩者交替觸發，則皆處于輕負荷工作狀態，有利于延長閘流管2的使用壽命。