[發(fā)明專利]一種改良型脈沖高壓電源的電源模塊

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711446280.9
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN109980983A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宣偉民;李青;毛曉惠;周細(xì)文;章輝;曹亮亮;談浩楠
• 申請（專利權(quán)）人: 核工業(yè)西南物理研究院;江蘇同芯電氣科技有限公司
• 主分類號: H02M9/04
• 分類號: H02M9/04
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 劉昕宇

本發(fā)明屬于電源模塊，具體涉及一種改良型脈沖高壓電源的電源模塊。一種改良型脈沖高壓電源的電源模塊，其中，由三相不可控整流橋、直流母線電容、半橋IGBT模塊、輸出電感、緩沖吸收裝置組成，其中輸出電感和緩沖吸收裝置設(shè)置在輸出端。本發(fā)明的顯著效果是：(1)本發(fā)明裝置將高壓輸出電感分散到各種電源模塊中，既可以抑制各模塊間電壓的不平衡度，又可降低電感的制作難度。(2)本發(fā)明裝置在電路結(jié)構(gòu)和控制算法上均作出改良，使得本裝置可以輸出高頻高壓的電壓波形。(3)本發(fā)明裝置采用改良型的電源模塊，可最大程度的降低線間寄生電容對負(fù)載電極的沖擊，從而可避免因此造成的電極損傷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電源模塊，具體涉及一種改良型脈沖高壓電源的電源模塊。

背景技術(shù)

在受控核聚變實驗中，為了進一步提高實驗參數(shù)，必須采用輔助加熱系統(tǒng)提高等離子體溫度。輔助加熱系統(tǒng)采用速調(diào)管、回旋管和離子源，通過高功率微波和高能粒子對等離子體進行加熱或驅(qū)動。這些設(shè)備的關(guān)鍵部件(速調(diào)管、回旋管和離子源)要求為其提供直流能量的高壓電源具有良好的特性(如穩(wěn)定性高、快速調(diào)節(jié)能力等)而且要求在它們發(fā)生打火現(xiàn)象時，保護時間短(通常小于10us)，且在保護時對關(guān)鍵部件釋放的能量非常小，否則這些關(guān)鍵部件極易受到損壞。

目前常用于輔助加熱系統(tǒng)供電的高壓脈沖電源其電氣結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。從圖1中可看出該高壓脈沖電源系統(tǒng)由兩個(或可根據(jù)負(fù)載需求增加單元數(shù))PSM高壓脈沖電源單元組成，每個高壓脈沖電源單元包括多繞組隔離變壓器、多組脈沖直流電源單元模塊。脈沖直流電源單元模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖2。

現(xiàn)有技術(shù)的缺點：現(xiàn)有的PSM電源系統(tǒng)雖然能滿足后端等離子負(fù)載的供電需求，但存在以下幾點不足。

(1)現(xiàn)有PSM電源系統(tǒng)雜散參數(shù)高，輸出電壓頻率上升下降時間長，不能實現(xiàn)高頻方波脈高壓輸出，滿足不了核聚變相關(guān)實驗的需要。

(2)現(xiàn)有PSM電源系統(tǒng)的輸出濾波裝置的儲能較大，而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，由于缺少泄放回路，這些能量將通過負(fù)載泄放，這無疑會增加后端負(fù)載損壞的可能性。同時由于能量泄放不出去，會導(dǎo)致脈沖關(guān)斷時刻電壓值難以降至零(如圖3所示)，會直接影響實驗效果。

發(fā)明內(nèi)容

本申請針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種改良型脈沖高壓電源的電源模塊。

本申請是這樣實現(xiàn)的：一種改良型脈沖高壓電源的電源模塊，其中，由三相不可控整流橋、直流母線電容、半橋IGBT模塊、輸出電感、緩沖吸收裝置組成，其中輸出電感和緩沖吸收裝置設(shè)置在輸出端。

如上所述的一種改良型脈沖高壓電源的電源模塊，其中，所述的輸出電感和緩沖吸收裝置形成并聯(lián)，并聯(lián)電路的一端設(shè)置在兩個開關(guān)管之間，另一端作為整個電路的輸入，兩個開關(guān)管中的一個的自由端與電路的輸出端相連接，另一個開關(guān)管的自由端作為整個電路的另一個輸入端。

如上所述的一種改良型脈沖高壓電源的電源模塊，其中，將多個輸出電感和緩沖吸收裝置形成的并聯(lián)電路并聯(lián)，將所有設(shè)置在兩個開關(guān)管之間的電路輸入端連接，形成整個電路的輸入端，將所有設(shè)置在開關(guān)管的自由端的輸入端連接，形成整個電路的另一個輸入端。

如上所述的一種改良型脈沖高壓電源的電源模塊，其中，將多個輸出電感和緩沖吸收裝置形成的并聯(lián)電路并聯(lián)，將一部分設(shè)置在兩個開關(guān)管之間的電路輸入端連接，形成整個電路的輸入端，將另一部分設(shè)置在兩個開關(guān)管之間的電路輸入端連接，形成整個電路的另一個輸入端。

本發(fā)明的顯著效果是：(1)本發(fā)明裝置將高壓輸出電感分散到各種電源模塊中，既可以抑制各模塊間電壓的不平衡度，又可降低電感的制作難度。(2)本發(fā)明裝置在電路結(jié)構(gòu)和控制算法上均作出改良，使得本裝置可以輸出高頻高壓的電壓波形。(3)本發(fā)明裝置采用改良型的電源模塊，可最大程度的降低線間寄生電容對負(fù)載電極的沖擊，從而可避免因此造成的電極損傷。

附圖說明