專利名稱：一種用于大功率脈沖步進(jìn)調(diào)制高壓電源的電源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種用于大功率脈沖步進(jìn)調(diào)制高壓電源的電源模塊。
背景技術(shù)：
托克馬克裝置輔助加熱的電源系統(tǒng)需脈沖大功率高壓電源，傳統(tǒng)的輔助加熱高壓電源采用了交流調(diào)壓或星點(diǎn)調(diào)壓的方式，在低壓端進(jìn)行調(diào)節(jié)，經(jīng)變壓器升壓后由高壓ニ極管整流閥整流為直流，再經(jīng)過電容和電感濾波后為負(fù)載供電。傳統(tǒng)方式的高壓電源具有調(diào)節(jié)緩慢、濾波系統(tǒng)儲(chǔ)能大的不足。目前脈沖步進(jìn)調(diào)制高壓電源已經(jīng)在小功率領(lǐng)域有所使用，若推廣到托克馬克裝置輔助加熱的大功率應(yīng)用場(chǎng)合，在元器件的選擇，組件的エ藝布置上必須有特殊的考慮。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可應(yīng)用于托克馬克裝置輔助加熱的大功率應(yīng)用場(chǎng)合的脈沖步進(jìn)調(diào)制高壓電源的電源模塊。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種用于大功率脈沖步進(jìn)調(diào)制高壓電源的電源模塊，采用抽屜式的結(jié)構(gòu)，包括控制板模塊、模塊底板、IGBT模塊、IGBT模塊散熱器、電流傳感器、電容器組、電阻器、ニ極管整流模塊、ニ極管整流模塊散熱器、空氣開關(guān)；其中，模塊底板為進(jìn)行過卷邊處理的鍍鋅鐵板，電流傳感器安裝在IGBT模塊散熱器上，IGBT模塊和ニ極管整流模塊分別固定在IGBT模塊散熱器和ニ極管整流模塊散熱器上，并與各自的散熱器一起安裝固定在電源模塊底板上；電容器組由三只電容器按品字形串聯(lián)組成，并固定在模塊底板上；空氣開關(guān)、控制板模塊和3個(gè)電阻器分別安裝在電源模塊底板上，空氣開關(guān)的輸出端用導(dǎo)線連接至ニ極管整流模塊的輸入端，ニ極管整流模塊的直流輸出連接至電容器組；三個(gè)電阻器分別并聯(lián)在電容器組的三個(gè)電容器兩端，起均壓和放電的作用；電容器組的輸出連接至IGBT模塊，其中正極引線需要穿過電流傳感器；模塊底板與ニ極管整流模塊的正極相連，即將模塊上的懸浮導(dǎo)體鉗位在固定電位，避免電荷累積。所述IGBT模塊和ニ極管整流模塊通過螺釘分別固定在IGBT模塊散熱器和ニ極管整流模塊散熱器上。所述IGBT模塊和ニ極管整流模塊的底部涂抹導(dǎo)熱硅脂。所述IGBT模塊散熱器用螺桿墊高了 55_，以縮短IGBT與電容器組的引線長度。所述電容器組的三只電容器用金屬環(huán)禁錮成品字形，并通過金屬環(huán)固定在電源模塊底板上。所述電容器組的輸出采用單芯銅導(dǎo)線連接至IGBT模塊。所述控制板模塊與模塊內(nèi)其他元件的連線均套有套管，以提高耐壓。本實(shí)用新型采用空氣開關(guān)、ニ極管整流模塊、電容器組和IGBT等元器件進(jìn)行合理的組合與布局，使電源模塊穩(wěn)定可靠的工作。根據(jù)各元器件的接線端子高度，將IGBT模塊及散熱器撐起來使元器件之間的引線盡量短。整個(gè)模塊采用抽屜式的結(jié)構(gòu)，便于從支架上拆卸進(jìn)行維護(hù)。模塊內(nèi)的元器件布局主要考慮降低模塊的分布參數(shù)，這是大功率模塊需要考慮的重要因素，同時(shí)也兼顧了便于測(cè)量和維修更換的因素。模塊上所有的懸浮導(dǎo)體都被連接到底板上，底板與ニ極管整流輸出的正極相連，目的是將所有的懸浮導(dǎo)體都鉗位在固定的電位上，避免電荷累積。

圖1為電源模塊的俯視圖。圖2為電源模塊的正視圖。圖中，1.控制板模塊，2.模塊底板，3.1GBT模塊，4.1GBT模塊散熱器，5.電流傳感器，6.電容器組，7.電阻器，8.ニ極管整流模塊，9.ニ極管整流模塊散熱器，10.空氣開關(guān)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一歩描述。本實(shí)用新型其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，，裝配過程如下所述:1.將鐵板按尺寸裁剪后鉆安裝孔，卷邊處理成模塊底板2，并鍍鋅。2.將IGBT模塊3和ニ極管整流模塊8通過螺釘分別安裝在IGBT模塊散熱器4和ニ極管整流模塊散熱器9上，模塊底部需要涂抹導(dǎo)熱硅脂。3.將電流傳感器5安裝在IGBT模塊散熱器4上。4.將IGBT模塊3和ニ極管整流模塊8連同各自的散熱器安裝在電源模塊底板2上，其中IGBT散熱器4用螺桿墊高了 55mm，以縮短IGBT與電容器組的引線長度。5.將三只電容器按品字形擺放在模塊底板2上，擺放時(shí)需注意電容器的極性方向，以便將三只電容器串聯(lián)連接，形成電容器組6。電容器擺放就位后用使用金屬環(huán)禁錮，再將金屬環(huán)固定在模塊底板上。6.將空氣開關(guān)10、模塊控制板I和電阻器7安裝在電源模塊底板2上。7.將空氣開關(guān)10的輸出端用導(dǎo)線連接至ニ極管整流模塊8的輸入端，ニ極管整流模塊8的直流輸出連接至電容器組6。電容器組6采用鍍鋅銅排串聯(lián)連接，三個(gè)電阻器7分別并聯(lián)在電容器組6的三個(gè)電容器兩端，起均壓和放電的作用。電容器組6的輸出采用單芯銅導(dǎo)線連接至IGBT模塊3，其中正極引線需要穿過電流傳感器5?？刂瓢迥KI與模塊內(nèi)其他元件的連線套上套管提高耐壓。8.電源模塊的模塊底板2與ニ極管整流模塊8的正極相連，即將模塊上的懸浮導(dǎo)體鉗位在固定電位，避免電荷累積。所述IGBT為大功率斬波式絕緣柵極雙極性三極管。上面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作了詳細(xì)說明，上述實(shí)施方式僅為本實(shí)用新型的最優(yōu)實(shí)施例，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗g的前提下作出各種變化。
權(quán)利要求1.一種用于大功率脈沖步進(jìn)調(diào)制高壓電源的電源模塊，其特征在于采用抽屜式的結(jié)構(gòu)，包括控制板模塊(I)、模塊底板(2)、IGBT模塊(3)、IGBT模塊散熱器(4)、電流傳感器(5)、電容器組(6)、電阻器(7)、ニ極管整流模塊(8)、ニ極管整流模塊散熱器(9)、空氣開關(guān)(10);其中，模塊底板(2)為進(jìn)行過卷邊處理的鍍鋅鐵板，電流傳感器(5)安裝在IGBT模塊散熱器(4)上，IGBT模塊(3)和ニ極管整流模塊(8)分別固定在IGBT模塊散熱器(4)和ニ極管整流模塊散熱器(9 )上，并與各自的散熱器一起安裝固定在電源模塊底板(2 )上；電容器組(6)由三只電容器按品字形串聯(lián)組成，并固定在模塊底板(2)上；空氣開關(guān)(10)、控制板模塊(I)和3個(gè)電阻器(7)分別安裝在電源模塊底板(2)上，空氣開關(guān)(10)的輸出端用導(dǎo)線連接至ニ極管整流模塊(8)的輸入端，ニ極管整流模塊(8)的直流輸出連接至電容器組(6);三個(gè)電阻器(7)分別并聯(lián)在電容器組(6)的三個(gè)電容器兩端，起均壓和放電的作用；電容器組(6)的輸出連接至IGBT模塊(3)，其中正極引線需要穿過電流傳感器(5);模塊底板(2)與ニ極管整流模塊(8)的正極相連。
2.如權(quán)利要求1所述的ー種用于大功率脈沖步進(jìn)調(diào)制高壓電源的電源模塊，其特征在于IGBT模塊(3)和ニ極管整流模塊(8)通過螺釘分別固定在IGBT模塊散熱器(4)和ニ極管整流模塊散熱器(9)上。
3.如權(quán)利要求1所述的ー種用于大功率脈沖步進(jìn)調(diào)制高壓電源的電源模塊，其特征在于IGBT模塊(3)和ニ極管整流模塊(8)的底部涂抹導(dǎo)熱硅脂。
4.如權(quán)利要求1所述的ー種用于大功率脈沖步進(jìn)調(diào)制高壓電源的電源模塊，其特征在于IGBT模塊散熱器(4)用螺桿墊高了 55mm。
5.如權(quán)利要求1所述的ー種用于大功率脈沖步進(jìn)調(diào)制高壓電源的電源模塊，其特征在于電容器組(6)的三只電容器用金屬環(huán)禁錮成品字形，并通過金屬環(huán)固定在電源模塊底板(2)上。
6.如權(quán)利要求1所述的ー種用于大功率脈沖步進(jìn)調(diào)制高壓電源的電源模塊，其特征在于電容器組(6)的輸出采用單芯銅導(dǎo)線連接至IGBT模塊(3)。
7.如權(quán)利要求1所述的ー種用于大功率脈沖步進(jìn)調(diào)制高壓電源的電源模塊，其特征在于控制板模塊(I)與模塊內(nèi)其他元件的連線均套有套管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于大功率脈沖步進(jìn)調(diào)制高壓電源的電源模塊，其特征在于采用抽屜式的結(jié)構(gòu)，包括控制板模塊(1)、模塊底板(2)、IGBT模塊(3)、IGBT模塊散熱器(4)、電流傳感器(5)、電容器組(6)、電阻器(7)、二極管整流模塊(8)、二極管整流模塊散熱器(9)、空氣開關(guān)(10)；本實(shí)用新型進(jìn)行合理的組合與布局，使電源模塊穩(wěn)定可靠的工，將IGBT模塊及散熱器撐起來使元器件之間的引線盡量短，便于維護(hù)，避免了電荷累積。
文檔編號(hào)H01L25/00GK202949353SQ20122066673
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者宣偉民, 姚列英, 李飛鏑, 毛曉惠, 王雅麗, 李青, 王英翹, 徐偉東 申請(qǐng)人:核工業(yè)西南物理研究院