一种低温二极管装置的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及超导磁体技术，具体涉及超导磁体的失超保护。
【【背景技术】】
[0002]超导磁体可以产生很强的磁场，在现在科学技术领域有着广泛的应用，尤其像大型商用MRI超导磁体、粒子加速器用超导磁体等往往有着较大的储能。失超保护成为超导磁设计和制造方面首先要考虑的问题。对于业界人员广泛知悉低温二极管在超导磁体失超保护的主要地位。对于MRI大型超导磁体而言，低温二极管在保护磁体线圈、超导开关起着重要作用。低温二极管相对只用电阻做失超保护有着很多优点:(I)在超导磁体励磁和退磁的过程中没有能耗。(2)相对于相同功率的电阻，二极管占用更小的体积，这对于浸泡磁体线圈且空间有限的低温保持腔体来说节省了很大空间。
[0003]对于低温二极管组件工作在低温强磁场的环境中，对二极管的要求主要考虑以下几方面:(1) 二极管的电流、电压等参数满足设计磁体的电性参数，二极管的额定电流值要高于磁体额定电流。(2) 二极管能在超低温下长期稳定工作。二极管组件处于超低温环境，通常要耐受液氦温区4.2K左右的温度。超低温对于二极管寿命是一项严峻的考验。一般的电力二极管很难满足这样的极限条件。(3) 二极管在低温下长期稳定的保持着优良的导电性能，电器连接的地方保持接触良好，导通电性能优良。(4)低温二极管组件的散热性能优良，满足在线圈失超或者超导开关失超时，二极管的因升温不会超过二极管所能承受的最高温度。
[0004]低温二极管组件结构与超导磁体线圈或者超导开关之间电器连接后，一起封装在超低温、强磁场的环境下，在超低温、强磁场环境下长时间工作，因此低温二极管组件的可靠性要求非常高，一旦损毁，整个磁体就要报废，将造成巨大的经济损失。因此有必要提供一种可靠性高，结构简单紧凑的低温二极管组件，是超导磁体可靠运行的前提条件之一。低温二极管组件结构处于低温环境，通常温度4.2K-120K这样的低温条件下，二极管组件结构有着特殊的要求。
【【实用新型内容】】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于超导磁体中的失超保护的低温二极管装置。
[0006]本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是:一种低温二极管装置，其包括:彼此相对设置的第一板体、第二板体，设置于第一板体、第二板体之间的二极管组件、弹簧系统、紧固单元；所述二极管组件包括二极管及位于二极管两侧的两块金属接线板，所述紧固单元、弹簧系统用于对二极管组件提供压紧力、而使二极管与金属接线板电气连接。
[0007]进一步的，所述二极管组件还包括分别位于金属接线板外侧的两块绝缘板。
[0008]进一步的，所述二极管组件还包括分别位于绝缘板外侧的两块金属垫板。
[0009]进一步的，所述弹簧系统和紧固单元分别抵止于两块金属垫板。
[0010]进一步的，所述弹簧系统包括弹簧安装座与弹簧，弹簧安装座被组装于第一板体，且弹簧被夹置于第一板体和弹簧安装座之间，所述弹簧安装座抵靠于金属垫板，所述弹簧包括蝶形弹簧、螺旋形弹簧或发条。
[0011]进一步的，所述紧固单元为可伸缩单元，包括一对螺纹柱和辊轮，所述一对螺纹柱分别装配于辊轮两侧、并分别抵靠于金属垫板和第二板体，所述螺纹柱设有外螺纹，辊轮内部有内螺纹，辊轮可相对螺纹柱旋转。
[0012]进一步的，还包括锁定销，所述辊轮的外周向设置有定位孔，所述锁定销的一端可插入定位孔中。
[0013]本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是:一种低温二极管装置，可被设置于超导磁体的磁体线圈附近，所述包括:彼此相对设置的第一板体、第二板体、二极管组件、弹簧系统、紧固单元；所述二极管组件包括若干个二极管、散热板以及两块金属接线板，所述二极管、散热板以及金属接线板被夹置于第一板体、第二板体之间，所述弹簧系统、紧固单元用于对二极管组件提供压紧力。
[0014]进一步的，所述紧固单元穿过第一板体、第二板体，所述弹簧系统安装于紧固单元或被布置于第一板体、第二板体之间。
[0015]进一步的，所述二极管装置包括至少一组反向并联的二极管组件，二极管形状包括圆盘状、平板状或螺栓状。
[0016]本实用新型对比现有技术有如下的有益效果:本实用新型提供了一种适用于低温环境的二极管装置，通过由紧固单元、弹簧系统所构成的紧固方式对二极管组件提供压紧力、而使二极管与金属接线板能保持良好的电气连接，对于保证超导磁体系统的可靠工作有显著的改进作用。
【【附图说明】】
[0017]图1为本实用新型实施例一的低温二极管装置的立体图；
[0018]图2为低温二极管装置的俯视图；
[0019]图3为本实用新型实施例一的低温二极管装置的结构示意图；
[0020]图4为紧固单元的立体图；
[0021 ] 图5为图4沿A-A方向的剖面图；
[0022]图6为一组反向并联方式的二极管组件的结构示意图；
[0023]图7为本实用新型实施例二的低温二极管装置的立体图。
【【具体实施方式】】
[0024]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
[0025]本实用新型提供了一种低温二极管装置，可作为超导磁体中的失超保护部件。通常低温二极管装置并联在磁体线圈两端，当磁体线圈失超时可以分流大部分的电流，遏制线圈失超时两端高电压的产生，卸载线圈的储能，降低线圈的升温。低温二极管组件也可以并联在超导开关两端，防止超导开关失超时，磁体线圈中的大电流进入超导开关，导致损毁超导开关。
[0026]本实用新型一种用于超导磁体使用的低温二极管器件结构装置，该装置可靠性高，适应于超低温的环境下，具有优良的导电、散热性能，能够在低温强磁场下长期稳定工作。
[0027]本实用新型实施例一中低温二极管装置结构，如图1-5所示。
[0028]如图1-2所示，包括以下几部分:1.二极管组件1、紧固单元2、锁定销3、弹簧系统
4、固定框5。
[0029]二极管组件I主要包括金属垫板101，绝缘板104，金属接线板102，电力二极管103，散热板105。
[0030]电力二极管103可以为整流二极管、功耗二极管、晶闸管等。电力二极管形状包括圆盘状、平板状、螺栓状等及其他市面上电力二极管封装形式。电力二极管103最少限一个或者多个同向串联而成，实施例中为使用了两只电力二极管同向串联。电力二极管103的选取要经过严格的测试，主要满足额定电流高于磁体闭环的额定电流，在低温下的正向导通压降高于磁体励磁时电源两端电压。以及在超低温下的正向大电流、反向高压等测试后，筛选符合条件、性能稳定二极管作为本低温二极管装置中的电子部件。
[0031]在两只二极管103中间夹有散热板105，散热板105的主要作用是降低电流进入二极管使二极管后升温速率，扩散聚集在二极管内部的热量，防止二极管因升温过高而烧毁。优选的，散热板可以用导热优良的金属板如铜板、铝板制作。
[0032]绝缘板104，主要作用是使二极管组件I与紧固结构电气绝缘。即电流只在两个绝缘板104之间流动，不会传导到其他部分。优选的，绝缘板104可以是GlO板或者酚醛布板，其能耐受低温、伸缩率相对小的绝缘材料。
[0033]金属接线板102，是二极管与外界电气连接的接线端子，可以与磁体线圈相连或者与超导开关相连。优选的，金属板102可以用无氧铜制作。
[0034]如图3所示，紧固单元