[发明专利]一种高压同轴叠层混合母排

说明书

本发明公开了一种高压同轴叠层混合母排，属于高压脉冲功率技术领域，尤其涉及高压脉冲电源多支路并联系统的连接，包括阴极母排、阳极母排、阴极筒、绝缘层、绝缘筒和夹具，阴极母排、绝缘层和阳极母排通过夹具固定后贴合在一起构成层叠结构，阴极母排外侧加装阴极筒构成同轴结构，实现叠层与同轴结构的组合；阴极母排、绝缘层和阳极母排之间设置一定大小的贯穿孔，贯穿孔与阴极筒同轴，通过阴极筒和各贯穿孔实现外部高压脉冲电源和开关与母排的连接。本发明有效减小了母排的杂散参数尤其是电感，提高了脉冲电源系统工作时的效率；通过同轴结构连接固定了各支路元件，减少了复杂的布线；有效避免电源工作时的高压对控制电路等低压系统的电磁干扰。

技术领域

本发明属于高压脉冲功率技术领域，更具体地，涉及一种高压同轴叠层混合母排。

背景技术

在供电系统中，电气连接一般采用普通导线、同轴导线、导电金属排、电缆绞线等，每种方式各有优点。叠层母排作为一种多层复合结构的连接排，由于其可重复电气性能、低阻抗、抗干扰、可靠性高、节省空间、装配简洁、快捷等特点，在后来的发展中逐渐成为诸多供电系统主回路电气连接件的选择。

在脉冲功率技术领域中，通常要求脉冲发生器响应迅速、脉冲延时短，如何提高脉冲电源的工作效率减小脉冲延时极其重要，其中一个重要思路就是减小电源支路工作时的杂散参数。多支路并联的高压脉冲电源系统中，每个电源支路都需要连接一个高压脉冲开关和高压脉冲电源，各并联电源支路之间还要实现可靠电气连接。工程中一般采用高压电缆实现各支路内部器件的串联和各支路的并联，但高压电缆自身都有相对负载来说比较大的杂散参数，包括电阻和电感，这不仅阻碍了脉冲电源系统的脉冲上升速率，而且还增加了整个电源系统在高压电缆上的损耗，大大降低了电源的工作效率。

传统的叠层母排结构一般是将两层铜排叠在一起，铜排层与层之间用绝缘材料进行电气隔离，通过相关工艺将导电层和绝缘层压制成一个整体。它将连接线做成了扁平的截面，增大了导电层的表面积，减小了线路中的杂散电感，增大了散热面积，提升了载流量。

一般实际工作电路中，都需要根据设计要求采用合适的母排连接结构。为减小杂散参数，专利申请202020753745.6公开了一种多层叠层组合成一体的母排，并成功应用于电力电子电路。为增大爬电距离，专利申请201521127307.4公开了一种叠层母排的新增爬电结构，并提出了改变绝缘板、绝缘垫片上通孔直径的方法，专利申请202020752806.7公开了一种提升爬电距离的叠层母排结构，其提出了增加绝缘隔绝组件的方法，并成功应用于低压电子电路中。但对于高压脉冲功率技术领域，复杂的大型多层叠层结构不仅不利于减小杂散电感，还会对母排的耐压和绝缘设计带来挑战，增加母排的安装复杂度和空间。此外高压脉冲功率领域的电压等级远高于电力电子电路，所以需要为高压脉冲多电源并联放电系统设计满足要求的母排结构。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高压同轴叠层混合母排，其目的在于阴极母排、绝缘层和阳极母排通过夹具固定后紧密贴合在一起构成层叠结构，阴极母排外侧加装阴极筒构成同轴结构，实现叠层与同轴结构的组合，由此解决高压脉冲功率领域中多电源支路并联放电系统中支路杂散参数大、电源工作效率低的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种高压同轴叠层混合母排，包括阴极母排、阳极母排、绝缘层和夹具；

所述阴极母排、绝缘层和所述阳极母排依次贴合设置形成层叠结构，所述夹具设置于所述层叠结构两侧，用于固定所述层叠结构；

所述层叠结构设有贯穿孔，在所述阴极母排沿所述贯穿孔轴向方向设有阴极筒；

所述母排用于与外部脉冲电源相连接，所述阴极筒用于使所述外部脉冲电源的脉冲开关穿过并与所述阳极母排相连；工作时，电流从外部脉冲电源阳极流出，经所述脉冲开关汇入所述阳极母排并流入负载，再由所述阴极母排流回所述阴极筒和所述外部脉冲电源的阴极，从而形成完整回路。