一种用于高变比脉冲变压器的低阻抗全固态放电模块制造技术

本发明专利技术的一种用于高变比脉冲变压器的低阻抗全固态放电模块，包括放电单元包括充电隔离单元，储能单元,IGBT模块，续流回路，市电经航插送入壳体内低压供电模块；高压通过各充电隔离单元对储能单元进行充电，储能单元通过IGBT模块、放电接头和外部高变比脉冲变压器初级相连，形成放电回路；频率信号经过信号板送入各驱动板，对各路IGBT模块进行导通、关断控制；本发明专利技术根据需要包括多路相同的独立放电单元，实现多路并充串放的同时，通过模块内空间合理布局以及扁平电缆的连接，将放电回路分布电感进行有效压缩，极大的提高放电波形的di/dt,从而缩短放电波形的上升时间，最终达到实现调制器放电波形前沿改善的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高变比脉冲变压器的低阻抗全固态放电模块
本专利技术涉及固态调制器
，具体涉及一种用于高变比脉冲变压器的低阻抗全固态放电模块。
技术介绍
脉冲变压器广泛用于高功率脉冲调制器
；具有负载阻抗调节、初次级电压隔离、电压升高、改变脉冲极性等功能。随着脉冲调制器输出峰值功率越来越高，及可靠性要求越高的场合，对脉冲变压器的变比要求也越来越大，从传统的一比几到几十，变到最高到一比几百的数值。变比升高后，对应前级放电模块有两个变化，一是放电电压可以从几千伏到几十千伏降到一千伏，方便半导体等功率器件的选择；二是放电回路阻抗变的很小，一般为小于1欧。为了追求更快的脉冲前后沿，对高变比脉冲变压器的初级放电模块提出了更高的要求，而一般的放电模块，放电回路杂散电感大，脉冲波形前后沿慢，无法满足该要求。
技术实现思路
本专利技术提出的一种用于高变比脉冲变压器的低阻抗全固态放电模块，可实现放电波形前沿高di/dt、模块化程度高、放电源内阻抗低等特点。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种用于高变比脉冲变压器的低阻抗全固态放电模块，包括壳体，壳体内布置放电单元；所述放电单元包括充电隔离单元，储能单元,IGBT模块，续流回路，市电经航插送入壳体内低压供电模块，低压供电模块产生正负15V用于辅助供电；高压经接头送入壳体，通过各充电隔离单元对储能单元进行充电，储能单元通过IGBT模块、放电接头和外部高变比脉冲变压器初级相连，形成放电回路；频率信号经过信号板送入各驱动板，对各路IGBT模块进行导通、关断控制；壳体内还包括保护板，保护板和各路驱动板连接，将各路保护信号汇总处理后通过接口送出壳体。进一步的，壳体内包含6路独立的放电单元，每路放电单元均有充电隔离单元，储能单元,IGBT模块，续流回路，各放电单元之间通过叠层母排进行连接。进一步的，所述驱动板紧密安装在各路IGBT模块上，控制IGBT模块的导通和关断；驱动板设置有源钳位和短路保护模块；驱动板在控制IGBT模块的同时将故障反馈信号送给保护板，保护板将各路反馈信号汇总后送出壳体。进一步的，所述壳体包括前面板、中间隔板、上下安装板、侧面板、后面板及中间层水冷板，通过螺丝紧密连接，构成一个完整的箱体。进一步的，所述6路放电单元分上下两层，对称分布，各放电单元发热器件均涂有导热硅脂，紧密的安装在水冷板上下两端。进一步的，所述壳体前面板设置有低压供电、触发指示、故障反馈指示灯。进一步的，所述水冷板将壳体分为上下两部分，水冷板进出水口通过快速接头连接。进一步的，所述壳体后面板装有供电、高压接头、各路放电接头以及高压接头防护挡板。由上述技术方案可知，本专利技术的用于高变比脉冲变压器的低阻抗全固态放电模块可以解决高变比脉冲变压器的初级放电波形的前沿上升率问题。放电模块由直流高压通过充电回路对储能电容进行充电，外部频率信号控制IGBT模块的导通、关断，同时储能电容通过IGBT、模块内回路以及高变比脉冲变压器的初级形成放电回路。本专利技术在于该放电模块根据需要包括多路相同的独立放电单元，实现多路并充串放的同时，通过模块内空间合理布局以及扁平电缆的连接，将放电回路分布电感进行有效压缩，极大的提高放电波形的di/dt,从而缩短放电波形的上升时间，最终达到实现调制器放电波形前沿改善的目的。本专利技术的用于高变比脉冲变压器的低阻抗全固态放电模块具有以下有益效果：1、利用模块化设计思想，将多路相同的放电单元压缩在一个适当空间的机箱内，并且各路放电单元的发热器件紧密安装在水冷板上，这样使得单个放电模块可以工作在更高的重复频率、更高的平均功率下。条件合适时，单个放电模块重复频率可以达到k级，工作的平均功率能到25kW以上。2、本专利技术的放电单元各器件紧密安装，并通过叠层母排进行连接，从而降低了回路的分布电感，整个回路电感小于0.5μH，阻抗小于0.5欧，对于充电电压1000V的放电模块，使得模块输出脉冲电流幅度能够达到2000A，前沿上升时间能够小于1μs.由di/dt＝U/L,可知模块di/dt大于2000A/μs,放电波形前沿时间短。最终改善了高变比脉冲变压器的放电波形前沿。3、本专利技术采用水冷板散热，并将发热器件安装在水冷板的上下两面，更加充分的利用了水冷板，同时也使壳体内的空间更加合理、紧凑。附图说明图1是本专利技术的结构模块框图；图2是本专利技术的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。如图1所示，本实施例所述的一种用于高变比脉冲变压器的低阻抗全固态放电模块，包括低压供电模块、信号板、保护板、充电隔离单元、储能单元、驱动板、IGBT模块、续流回路等。具体的说，包括壳体，壳体内布置放电单元；所述放电单元包括充电隔离单元，储能单元,IGBT模块，续流回路，市电经航插送入壳体内低压供电模块，低压供电模块产生正负15V用于辅助供电；高压经接头送入壳体，通过各充电隔离单元对储能单元进行充电，储能单元通过IGBT模块、放电接头和外部高变比脉冲变压器初级相连，形成放电回路；频率信号经过信号板送入各驱动板，对各路IGBT模块进行导通、关断控制；壳体内还包括保护板，保护板和各路驱动板连接，将各路保护信号汇总处理后通过接口送出壳体。如图1所示，市电经航插送入壳体内低压供电模块，低压供电模块产生正负15V用于辅助供电，主要供给信号板、保护板、驱动板。高压经接头送入壳体，通过各充电隔离单元对储能单元进行充电，储能单元通过IGBT模块、放电接头和外部高分数比变压器初级相连，形成放电回路。壳体内含6路独立的放电单元，每路单元均有充电隔离单元，储能单元,IGBT模块，续流回路，各部分之间通过叠层母排进行连接。6路放电单元分上下两层，对称分布，各放电单元发热器件均涂有导热硅脂紧密的安装在水冷板上下两端。模块内放电回路通过叠层母排连接，模块外回路通过低电感线连接，整个放电回路电感可以控制到小于0.5μH，放电阻抗小于0.5欧，对于充电电压1000V的放电模块，使得模块输出脉冲电流幅度能够达到2000A，前沿上升时间能够小于1μs.驱动板紧密安装在各IGBT模块上，控制IGBT模块的导通和关断。驱动板具有有源钳位和短路保护功能，能够对IGBT模块提供可靠保障。驱动板在控制IGBT模块的同时将故障反馈信号送给保护板，保护板将各路反馈信号汇总后送出壳体。所述壳体包括前面板、中间隔板、上下安装板、侧面板、后面板及中间层水冷板，通过螺丝紧密连接，构成一个完整的箱体。所述壳体前面板装有低压供电、触发指示、故障反馈指示灯。所述水冷板将壳体分为上下两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高变比脉冲变压器的低阻抗全固态放电模块，包括壳体，壳体内布置放电单元；其特征在于：/n所述放电单元包括充电隔离单元，储能单元,IGBT模块，续流回路，/n市电经航插送入壳体内低压供电模块，低压供电模块产生正负15V用于辅助供电；/n高压经接头送入壳体，通过各充电隔离单元对储能单元进行充电，储能单元通过IGBT模块、放电接头和外部高变比脉冲变压器初级相连，形成放电回路；/n频率信号经过信号板送入各驱动板，对各路IGBT模块进行导通、关断控制；/n壳体内还包括保护板，保护板和各路驱动板连接，将各路保护信号汇总处理后通过接口送出壳体。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于高变比脉冲变压器的低阻抗全固态放电模块，包括壳体，壳体内布置放电单元；其特征在于：
所述放电单元包括充电隔离单元，储能单元,IGBT模块，续流回路，
市电经航插送入壳体内低压供电模块，低压供电模块产生正负15V用于辅助供电；
高压经接头送入壳体，通过各充电隔离单元对储能单元进行充电，储能单元通过IGBT模块、放电接头和外部高变比脉冲变压器初级相连，形成放电回路；
频率信号经过信号板送入各驱动板，对各路IGBT模块进行导通、关断控制；
壳体内还包括保护板，保护板和各路驱动板连接，将各路保护信号汇总处理后通过接口送出壳体。


2.根据权利要求1所述的用于高变比脉冲变压器的低阻抗全固态放电模块，其特征在于：壳体内包含6路独立的放电单元，每路放电单元均有充电隔离单元，储能单元,IGBT模块，续流回路，各放电单元之间通过叠层母排进行连接。


3.根据权利要求1所述的用于高变比脉冲变压器的低阻抗全固态放电模块，其特征在于：所述驱动板紧密安装在各路IGBT模块上，控制IGBT模块的导通和关断；
驱动板设置有源钳位和短路保护模块；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李运海，
申请(专利权)人：合肥雷科电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34