一种抽屉式大功率脉冲高压电源的开关电源模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于一种高压电源，具体涉及一种抽屉式大功率脉冲高压电源的开关电源模块。它包括底板、整流模块和IGBT模块，整流模块设在整流模块散热器上，IGBT模块设在IGBT模块散热器上，电流传感器安装在IGBT模块散热器上，IGBT模块散热器与整流模块散热器固定在底板上，控制板通过支撑件固定在底板上，电容、空气开关和电阻安装在底板上，空气开关的输出用导线连接至整流模块的输入端，空气开关的A相输入输出利用导线直接短接，整流模块的直流输出连接至电容，电阻并联在电容两端，电容的输出连接至IGBT模块。它采用独特的控制方式调节高压输出，具有快速调节、快速保护和保护时对负载释放能量小等优点。
【专利说明】一种抽屉式大功率脉冲高压电源的开关电源模块
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种高压电源，具体涉及一种能快速开通关断的开关电源模块，可用于组建大功率脉冲高压电源主回路的高压平台。
【背景技术】
[0002]目前，国内外的大型核聚变装置均采用多种辅助加热方式开展等离子加热和电流驱动实验，其所需要的高压电源电压逐渐增加。
[0003]本实用新型可用作组建大功率脉冲高压电源的高压平台，改变模块的数量可以改变输出电压的最大值，调整模块的工作方式可以连续调节高压的输出值。目前该种形式的脉冲高压电源已经用于核聚变装置辅助加热的大功率应用场合，但在元器件的选择，组件的工艺布局上有需要改进的地方。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种抽屉式大功率脉冲高压电源的开关电源模块，它采用抽屉式的结构，便于从支架上拆卸进行维护。
[0005]本实用新型是这样实现的，一种抽屉式大功率脉冲高压电源的开关电源模块，它包括底板、整流模块和IGBT模块，整流模块设在整流模块散热器上，IGBT模块设在IGBT模块散热器上，电流传感器安装在IGBT模块散热器上，IGBT模块散热器与整流模块散热器固定在底板上，控制板通过支撑件固定在底板上，电容、空气开关和电阻安装在底板上，空气开关的输出用导线连接至整流模块的输入端，空气开关的A相输入输出利用导线直接短接，整流模块的直流输出连接至电容，电阻并联在电容两端，电容的输出连接至IGBT模块，其中正极引线穿过电流传感器，在IGBT模块的Vce两端并联吸收电容，在IGBT模块的三个输出端分别连接三个镀锌铜片。
[0006]本实用新型的优点是，采用本实用新型组建的大功率脉冲高压电源，具有模块化的结构、分布参数小的特点，由多个模块串联构成电源主回路，采用独特的控制方式调节高压输出，具有快速调节、快速保护和保护时对负载释放能量小等优点。另外，这种结构的电源模块还可用于其他领域的大功率开关电源。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型所提供的一种抽屉式大功率脉冲高压电源的开关电源模块的俯视图；
[0008]图2为本实用新型所提供的一种抽屉式大功率脉冲高压电源的开关电源模块的正视图。
[0009]图中，I电容，2空气开关，3整流模块，4电流传感器，5IGBT模块，6吸收电容，7控制板，8电阻，9底板，10整流模块散热器，IlIGBT模块散热器。【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明进行详细介绍:
[0011]本实用新型采用三相空气开关、整流模块、金属薄膜电容、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、放电电阻、传感器、控制板等元器件进行合理的组合与布局，使电源模块稳定可靠的工作。
[0012]如图1和图2所示，一种抽屉式大功率脉冲高压电源的开关电源模块它包括整流模块3通过螺钉固定到整流模块散热器10上，IGBT模块5通过螺钉固定到IGBT模块散热器11上，电流传感器4安装在IGBT模块散热器11上，IGBT模块散热器11与整流模块散热器10固定在底板9上，控制板7通过支撑件固定在底板9上，电容1、空气开关2和电阻8安装在底板9上。
[0013]空气开关2的输出用导线连接至整流模块3的输入端，空气开关2的A相输入输出利用导线直接短接，整流模块3的直流输出连接至电容I。一个电阻8并联在电容I两端，起放电的作用。电容I的输出采用单芯铜导线连接至IGBT模块5，其中正极引线需要穿过电流传感器4。控制板7与模块内其他元件的连线套上套管提高耐压。在IGBT模块5的Vce两端并联吸收电容6，有效吸收电压尖峰，在IGBT模块5的三个输出端分别连接三个镀锌铜片。
[0014]本实用新型在有限的空间内重点考虑降低模块的分布参数，简化线路，优化器件参数，同时兼顾便于测量和维修更换等因素。采用金属薄膜电容替代常规的电解电容，增加电源模块寿命，根据各元器件的接线端子高度，合理布局，使元器件之间的引线尽量短，将控制板采用铜柱和塑料螺钉固定，保证控制板与IGBT的绝缘距离。
[0015]1.将铁板按尺寸裁剪后钻安装孔，卷边处理成模块底板9，并镀锌。
[0016]2.分别将IGBT模块5和整流模块3通过螺钉安装在各自的散热器上，模块底部需要涂抹导热硅脂。
[0017]3.利用IGBT模块5散热器本身的一个安装孔，根据电流传感器4的尺寸在散热器上再开一个安装孔，将电流传感器4安装在IGBT模块散热器11上。
[0018]4.将IGBT模块5和整流模块3连同各自散热器安装在电源模块底板9上，散热器均直接接触在底板上。
[0019]5.将单只金属薄膜电容器横卧在底板上，电容的接线端在整个电源模块内部，将电容先用金属环固定，再将金属环固定在底板上。
[0020]6.将空气开关2和电阻8安装在电源模块底板上。
[0021]7.将控制板7用支撑件固定在电源模块底板9上，支撑件由长80cm的铜柱和长15cm的PVC塑料螺钉组合而成，有效解决控制板与底板间的绝缘问题、增强机械硬度并且与IGBT模块留有足够的空间距离。
[0022]8.将空气开关2安装在电源模块底丰反上，将空气开关2的A相输入输出利用导线直接短接。
[0023]9.将空气开关2的输出用导线连接至整流器的输入端，整流器的直流输出连接至电容器。一个电阻并联在电容器两端，起放电的作用。电容器的输出采用单芯铜导线连接至IGBT模块，其中正极引线需要穿过电流传感器。控制板与模块内其他元件的连线套上套管提高耐压。在IGBT的Vce两端并联吸收电容，有效吸收电压尖峰。
[0024]10.在IGBT模块的三个输出端分别连接三个镀锌铜片，便于连线，防止氧化。
【权利要求】
1.一种抽屉式大功率脉冲高压电源的开关电源模块，其特征在于:它包括底板(9)、整流模块(3 )和IGBT模块(5 )，整流模块(3 )设在整流模块散热器(10 )上，IGBT模块(5 )设在IGBT模块散热器(11)上，电流传感器(4)安装在IGBT模块散热器(11)上，IGBT模块散热器(11)与整流模块散热器(10 )固定在底板(9 )上，控制板(7 )通过支撑件固定在底板(9 )上，电容(I)、空气开关(2)和电阻(8)安装在底板(9)上，空气开关(2)的输出用导线连接至整流模块(3)的输入端，空气开关(2)的A相输入输出利用导线直接短接，整流模块(3)的直流输出连接至电容(I )，电阻(8)并联在电容(I)两端，电容(I)的输出连接至IGBT模块(5)，其中正极引线穿过电流传感器(4)，在IGBT模块(5)的Vce两端并联吸收电容(6)，在IGBT模块(5)的三个输出端分别连接三个镀锌铜片。
【文档编号】H02M9/00GK203574563SQ201320736099
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】毛晓惠, 姚列英, 宣伟民, 钱锋 申请人:核工业西南物理研究院