[实用新型]一种大功率脉冲电源中的放电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大功率脉冲电源中的放电装置，尤其是涉及一种使用闸流管作为放电部件的大功率脉冲电源的放电装置。

技术背景

脉冲功率电源一般都采用电容储能、闸流管放电获得脉冲的方式。其中采用的闸流管作为电真空器件，通常使用寿命在数百至近千小时，且价格随其功率指数级上升。对于大功率的脉冲电源，例如工业辐照电子直线加速器用的脉冲电源，要求输出脉冲功率十几兆瓦，平均功率100千瓦，闸流管放电时脉冲电流数千安培，满足这类脉冲电源技术要求的大功率闸流管多依靠进口，且价格昂贵，其成本是采用相同功率多闸流管组合的2～3倍。并且采用单一大功率闸流管工作的脉冲功率电源，其闸流管长期处于高负荷工作状态，不利于使用寿命延长。

发明内容

为解决脉冲功率电源中采用单一大功率闸流管工作成本较高，使用寿命有限的问题，本实用新型提供的一种大功率脉冲电源中的放电装置，包括触发控制器和至少2个并联的闸流管，所述触发控制器分别与所述至少2个并联的闸流管电连接。所述并联的闸流管在所述触发控制器的控制下交替工作，从而使所述至少2个并联的闸流管皆工作于轻负荷状态下，有利于其使用寿命的延长。需要补充的是，所述至少2个并联的闸流管的功率之和应不小脉冲功率电源设备的要求功率，即不小于若采用单一大功率闸流管的功率。

本实用新型采用的技术方案是：一种大功率脉冲电源中的放电装置，其特征是包括触发控制器和至少2个并联的闸流管，所述触发控制器分别与所述至少2个并联的闸流管电连接。

作为改进，所述至少2个并联的闸流管优选功率相同的。

作为改进，所述的一种大功率脉冲电源中的放电装置，还包括上位机，所述上位机与所述触发控制器通过数据总线连接。

再改进，所述触发控制器中包括时序控制电路、触发选择电路和触发互锁电路。

进一步改进，所述时序控制电路、触发选择电路及触发互锁电路主要由FPGA模块组成。

需要补充说明的是，所述FPGA（Field－ProgrammableGateArray）模块，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，其快速、高精度、低抖动等特性是实现时序控制、触发选择及触发互锁的理想元件。

本实用新型的有益效果是：由于闸流管价格随功率成指数级上升，使用多个小功率闸流管组合，取代单一大功率闸流管，有效降低了设备成本；采用多个小功率闸流管，在触发控制器控制下交替触发，使所述闸流管皆处于轻负荷工作状态，有利于使用寿命的延长；若某一闸流管出现故障时，可以选择单个闸流管降低功率运行，避免单一大功率闸流管故障造成生产中断；采用FPGA模块编写触发控制器的时序控制电路、触发选择电路和触发互锁电路，并与上位机连接，可以通过上位机在线式修改触发时序、时延等参数，提高了整个设备的智能化程度。

附图说明

图1为本实用新型连接示意图

图中1：高压电源，2：闸流管，21：闸流管A，211：闸流管A阳极，212：闸流管A栅极，214：闸流管A地，22：闸流管B，221：闸流管B阳极，222：闸流管B栅极，224：闸流管B地，3：脉冲成形装置，4：负载，5：触发控制器，6：上位机。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作为进一步说明。如图1所示高压电源1的输出端分别与闸流管A阳极21、闸流管B阳极22和脉冲成形装置3输入端通过导线连接，脉冲成形装置3的输出端连接负载4，上位机6与触发控制器5通过数据总线连接，触发控制器5的第一输出端与闸流管A栅极212连接，第二输出端与闸流管B栅极222连接，上述高压电源1的地端、闸流管A地214、闸流管B地224和负载地端彼此连接并接地。

需要补充说明的是，所述触发控制器5包括时序控制电路、触发选择电路和触发互锁电路。上述时序控制、触发选择与触发互锁电路主要由FPGA模块组成，其中时序控制由FPGA的硬件描述语言编写，通过FPGA的内部总线与上位机6进行通信。

实际应用时，上位机6与触发控制器5通过数据总线连接，通过上位机6可以在线修改触发时序、时延等参数；触发控制器5的时序控制电路控制触发选择电路产生两组触发脉冲，两组触发脉冲经触发互锁电路后分别与闸流管A栅极212和闸流管B栅极222连接，使闸流管A21与闸流管B22交替工作或单独工作。

其中优选闸流管A21与闸流管B22是相同功率的，此时触发选择电路产生的两组触发脉冲是具有特定相位差的相同脉冲信号，所述特定相位差即同一周期内两组触发脉冲的脉冲宽度是不重叠的。同时需要说明的是闸流管A21与闸流管B22的功率之和不小于脉冲功率电源设备的要求功率，若两者交替触发，则皆处于轻负荷工作状态，有利于延长闸流管2的使用寿命。