[发明专利]一种高重频固态脉冲功率源集成样机装置

说明书

本发明公开了一种高重频固态脉冲功率源集成样机装置，包括绝缘机架、绝缘封板、开关模块和固态脉冲形成模块；绝缘机架的各个面上通过绝缘螺钉安装绝缘封板；绝缘封板包括前封板，前封板上固定安装开关模块，开关模块包括若干个独立高功率固态开关安装及液流通道子区域和安装在基板上的高功率固态开关；安装绝缘封板和固态开关基板分别由绝缘螺钉与全绝缘机架相连接。固态开关基板前端设计高功率固态开关安装及液流集中散热区域结构；开关模块上安装液流通道，高功率固态开关的上下两端独立设置液流管道；绝缘机架上设置有模块安装滑槽。本发明固态脉冲形成模块采用堆栈型安装结构，电场分布均匀；电子氟化液作为工作介质，提高了器件的散热效率。

技术领域

本发明涉及高重复频率固态脉冲技术领域，具体涉及高重频固态脉冲功率源集成样机装置的设计。

背景技术

高重复频固态脉冲功率技术广泛用于科研、高新技术研究等众多领域。近年来，脉冲功率技术发展迅速，日益成熟，成为我国物理研究中的关键技术之一。但是，现今大多数高功率脉冲源仍然依赖去离子水、变压器油等材料为储能或绝缘介质，部分系统虽具备一定的重复频率运行能力，但是未能根本性地摆脱体积庞大、可维护性差等缺陷，严重制约脉冲功率技术及其相关技术的发展。

科研、高新技术研究等对固体脉冲功率源提出了包括高重复频率、小型化、长寿命、良好的环境适应性和机动性等实用化要求，现有脉冲功率源的技术水平将严重制约高新技术和物理研究等相关技术的发展。

本发明提出了一种全新的系统设计理念，实现了大功率固体开关、高储能密度固态脉冲形成线等固态脉冲功率关键器件的集成及模块化，成功研制出一种用于紧凑型固态脉冲功率源集成样机的装置。

发明内容

本发明的目的在于实现大功率固体开关、高储能密度固态脉冲形成线等固态脉冲功率关键器件的集成及模块化，设计出固态脉冲功率源集成样机装置，实现固态脉冲功率源的小型化、高重频等目标。拓展固态脉冲功率技术的应用范围。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高重频固态脉冲功率源集成样机装置，包括绝缘机架、绝缘封板、开关模块和固态脉冲形成模块；

绝缘机架的各个面上通过绝缘螺钉安装绝缘封板；

绝缘封板包括前封板，前封板上固定安装开关模块，开关模块包括若干个独立高功率固态开关安装及液流通道子区域和安装在固态开关基板上的高功率固态开关；

开关模块包括若干个独立高功率固态开关安装及液流通道子区域和安装在固态开关基板上的高功率固态开关；安装绝缘封板和固态开关基板分别由绝缘螺钉与全绝缘机架相连接。固态开关基板前端设计高功率固态开关安装及液流集中散热区域结构；

开关模块上安装液流通道，高功率固态开关的上下两端独立设置液流管道，每个高功率固态开关对应设置两个液流通道；

绝缘机架上设置有模块安装滑槽，固态脉冲形成模块安装在模块安装滑槽上。

作为优选方式，绝缘机架包括左框架、中部横梁和右框架；

左框架和右框架分别通过绝缘螺钉与中部横梁固定。

作为优选方式，左框架和右框架均为矩形，中部横梁为四根；左框架、中部横梁和右框架组成的绝缘机架为长方体结构。

作为优选方式，固态脉冲形成模块包括高功率脉冲形成线、充电电感和支撑电感。高功率脉冲形成线、充电电感和支撑电感三部分采用一体化设计理念，形成紧凑型固态脉冲形成模块。

作为优选方式，中部横梁上等间距分布20个模块安装滑槽。20个紧凑型固态脉冲形成模块采用堆栈型结构分别安装在20个模块安装滑槽内。