[发明专利]一种脉冲功率开关装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及到大功率半导体器件脉冲开关设备领域，特指一种脉冲功率开关装置。

背景技术

当前，脉冲功率技术在国防科研、高新技术研究和民用工业等领域都有很广泛的应用，如核物理技术、高功率激光武器、大功率微波、注入金属离子技术等。在脉冲功率组件中，脉冲开关决定了电路的导通和关断，起着连接储能器件与负载的作用。而半导体器件开关具有耐高压，大电流，无触点，快速的特点，目前正在被广泛研究。

脉冲功率技术中，现有传统开关元件有火花隙（Spark gap）、引燃管(Ignitron)、闸流管(Thyratron)、真空管和爆炸式开关等。但经过实际应用情况来看，这些传统的脉冲开关具有如下特点：

1）火花隙应用在许多脉冲功率领域，但寿命较短，且受限于较低重复频率场合，；

2）引燃管具有耐高压、功率大、电流上升快特点，由于是多只器件压装，但寿命和火花隙一样很短；

3）闸流管同步控制比较困难，同时价格昂贵，易击穿；

4）而且传统的一些脉冲开关一般都应用在能量不是很高的电容储能放电应用中。

且在脉冲应用工况中，电流在瞬间会产生很大的电流，在芯片周围会产生非常大的热量，一般的脉冲开关会因为功率不够而损坏，急需有一种能耐高压和大电流的脉冲开关。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种压装结构简单紧凑、便于装配和维护、通流能力强、可调性好、适用范围广的脉冲功率开关装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种脉冲功率开关装置，包括支架以及安装于支架上的整流管单元、晶闸管单元、触发保护单元，所述支架包括上压板、下压板以及连接于上压板和下压板之间的若干根螺栓，所述下压板上设有两个安装组件，其中一个安装组件上由下至上依次堆叠两个以上的晶闸管形成晶闸管单元，另外一个安装组件上设有一个以上的整流管形成整流管单元。

作为本发明的进一步改进：

所述触发保护单元包括支撑板、一个以上的触发支架、一个以上的触发保护板以及触发板电源，每个所述触发保护板对应并连接于一个触发支架上，所有所述触发支架以及触发板电源均连接于支撑板上，所述支撑板连接于支架上。

每个所述安装组件均包括依次相连的碟簧、导柱和碗状绝缘垫，所述安装组件的上方安装第一主电路铜排。

所述整流管单元和晶闸管单元的顶部放置第二主电路铜排，所述第二主电路铜排上方与整流管单元和晶闸管单元对应的位置处均依次设置绝缘块和钢珠垫块，所述上压板压紧于第二主电路铜排的上方。

相邻所述晶闸管之间设置小铜排，所述小铜排与触发保护单元相连。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.本发明的脉冲功率开关装置，采用脉冲晶闸管作为固态开关组件，能通过不同的电流，通流能力更高；且可以根据不同的脉冲功率要求压装不同数量和类型的脉冲晶闸管以及整流管，进而扩大了其适用范围，为一种能耐高压和大电流的脉冲开关装置。

2. 本发明的脉冲功率开关装置，触发保护单元与整流管单元、晶闸管单元的压装结构进行了集成，缩小了体积，提高了效率，绝缘效果好，外形简洁，具有便于压装和维护的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是基于晶闸管的开关原理示意图。

图3是本发明中下压板的结构示意图。

图4是依序在下压板上加上碟簧后的结构示意图。

图5是依序安装完导柱和螺栓后的结构示意图。

图6是依序安装完绝缘垫后的结构示意图。

图7是依序安装完第一主电路铜排后的结构示意图。

图8是依序安装完一个晶闸管后的结构示意图。

图9是依序安装完小铜排后的结构示意图。

图10是依序安装完所有晶闸管后的结构示意图。

图11是依序安装完主电路铜排的结构示意图。

图12是依序安装完绝缘块后的结构示意图。

图13是依序安装完钢珠垫块后的结构示意图。

图14是依序安装完上压板后的结构示意图。

图15是触发保护单元中支撑板与触发支架相连的结构示意图。

图16是安装完单个触发单元后的结构示意图。

图17是依序安装所有触发单元时的结构示意图。

图18是所有触发单元安装固定后的结构示意图。