[实用新型]一种用于大功率脉冲步进调制高压电源的电源模块

说明书

技术领域

本实用新型属于电源技术领域，具体涉及一种用于大功率脉冲步进调制高压电源的电源模块。

背景技术

托克马克装置辅助加热的电源系统需脉冲大功率高压电源，传统的辅助加热高压电源采用了交流调压或星点调压的方式，在低压端进行调节，经变压器升压后由高压二极管整流阀整流为直流，再经过电容和电感滤波后为负载供电。传统方式的高压电源具有调节缓慢、滤波系统储能大的不足。目前脉冲步进调制高压电源已经在小功率领域有所使用，若推广到托克马克装置辅助加热的大功率应用场合，在元器件的选择，组件的工艺布置上必须有特殊的考虑。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种可应用于托克马克装置辅助加热的大功率应用场合的脉冲步进调制高压电源的电源模块。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为，一种用于大功率脉冲步进调制高压电源的电源模块，采用抽屉式的结构，包括控制板模块、模块底板、IGBT模块、IGBT模块散热器、电流传感器、电容器组、电阻器、二极管整流模块、二极管整流模块散热器、空气开关；其中，模块底板为进行过卷边处理的镀锌铁板，电流传感器安装在IGBT模块散热器上，IGBT模块和二极管整流模块分别固定在IGBT模块散热器和二极管整流模块散热器上，并与各自的散热器一起安装固定在电源模块底板上；电容器组由三只电容器按品字形串联组成，并固定在模块底板上；空气开关、控制板模块和3个电阻器分别安装在电源模块底板上，空气开关的输出端用导线连接至二极管整流模块的输入端，二极管整流模块的直流输出连接至电容器组；三个电阻器分别并联在电容器组的三个电容器两端，起均压和放电的作用；电容器组的输出连接至IGBT模块，其中正极引线需要穿过电流传感器；模块底板与二极管整流模块的正极相连，即将模块上的悬浮导体钳位在固定电位，避免电荷累积。

所述IGBT模块和二极管整流模块通过螺钉分别固定在IGBT模块散热器和二极管整流模块散热器上。

所述IGBT模块和二极管整流模块的底部涂抹导热硅脂。

所述IGBT模块散热器用螺杆垫高了55mm，以缩短IGBT与电容器组的引线长度。

所述电容器组的三只电容器用金属环禁锢成品字形，并通过金属环固定在电源模块底板上。

所述电容器组的输出采用单芯铜导线连接至IGBT模块。

所述控制板模块与模块内其他元件的连线均套有套管，以提高耐压。

本实用新型采用空气开关、二极管整流模块、电容器组和IGBT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。根据各元器件的接线端子高度，将IGBT模块及散热器撑起来使元器件之间的引线尽量短。整个模块采用抽屉式的结构，便于从支架上拆卸进行维护。模块内的元器件布局主要考虑降低模块的分布参数，这是大功率模块需要考虑的重要因素，同时也兼顾了便于测量和维修更换的因素。模块上所有的悬浮导体都被连接到底板上，底板与二极管整流输出的正极相连，目的是将所有的悬浮导体都钳位在固定的电位上，避免电荷累积。

附图说明

图1为电源模块的俯视图。

图2为电源模块的正视图。

图中，1．控制板模块，2.模块底板，3.IGBT模块，4.IGBT模块散热器，5.电流传感器，6.电容器组，7.电阻器，8.二极管整流模块，9.二极管整流模块散热器，10.空气开关。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步描述。

本实用新型其结构如图1、图2所示，，装配过程如下所述：

1.将铁板按尺寸裁剪后钻安装孔，卷边处理成模块底板2，并镀锌。

2.将IGBT模块3和二极管整流模块8通过螺钉分别安装在IGBT模块散热器4和二极管整流模块散热器9上，模块底部需要涂抹导热硅脂。

3.将电流传感器5安装在IGBT模块散热器4上。

4.将IGBT模块3和二极管整流模块8连同各自的散热器安装在电源模块底板2上，其中IGBT散热器4用螺杆垫高了55mm，以缩短IGBT与电容器组的引线长度。

5.将三只电容器按品字形摆放在模块底板2上，摆放时需注意电容器的极性方向，以便将三只电容器串联连接，形成电容器组6。电容器摆放就位后用使用金属环禁锢，再将金属环固定在模块底板上。

6.将空气开关10、模块控制板1和电阻器7安装在电源模块底板2上。