一种高压同轴叠层混合母排制造技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。系统的电磁干扰。系统的电磁干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种高压同轴叠层混合母排


[0001]本专利技术属于高压脉冲功率
，更具体地，涉及一种高压同轴叠层混合母排。

技术介绍

[0002]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。
[0003]在脉冲功率
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。
[0004]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。
[0005]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
，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。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术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。
[0007]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，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；
[0008]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；
[0009]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；
[0010]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。
[0011]优选地，所述阴极母排上设有阴极凸台，所述阴极凸台与所述贯穿孔同轴设置；所述阴极筒的两端设有上基座和下基座，所述下基座与所述阴极凸台配合安装。
[0012]优选地，所述阴极筒的侧壁设有阴极筒贯穿孔，所述阴极筒贯穿孔用于将所述阴极筒内的导线引出。
[0013]优选地，所述阴极母排和所述阳极母排沿同一方向延伸形成母排端口，所述母排端口设有端口环氧块。
[0014]优选地，所述阴极母排在所述母排端口处设置为L型结构，以增大所述母排端口处所述阴极母排与所述阳极母排之间的距离。
[0015]优选地，所述绝缘层的材料为环氧树脂。
[0016]优选地，所述层叠结构的贯穿孔由同轴设置的阴极母排贯穿孔、绝缘层贯穿孔和阳极母排贯穿孔构成，且所述阴极母排贯穿孔、绝缘层贯穿孔和阳极母排贯穿孔的孔径逐级递减。
[0017]优选地，还包括绝缘筒，所述绝缘筒沿所述绝缘层贯穿孔的外沿与所述阴极筒同向延伸，且所述绝缘筒与所述阴极筒同轴设置。
[0018]优选地，所述绝缘筒的材料为环氧树脂。
[0019]优选地，所述绝缘层的长度和宽度均大于所述阴极母排和所述阳极母排的长度和宽度。
[0020]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0021]1、本专利技术提出的高压同轴叠层混合母排结构，将阴极母排、环氧绝缘层和阳极母排通过夹具固定后紧密贴合在一起构成叠层结构，在阴极母排外侧加装阴极筒构成同轴结构，形成同轴与叠层混合结构；工作时流过两个叠层排中相反的电流，流过同轴阴极筒和高压脉冲开关中相反的电流，减小了母排的杂散电感，从而减小了整个电源系统的杂散损耗和脉冲延迟时间，提高了电源系统的工作效率；此外同轴阴极筒结构，还可以屏蔽电源系统工作时的高压对电源控制、脉冲开关的触发等低压系统的电磁辐射干扰，通过同轴结构将外部开关结构和叠层结构连接在一起，不仅固定了各支路元件还减少了复杂的布线。
[0022]2、本专利技术提出的高压同轴叠层混合母排结构，通过在阴极母排和阳极母排之间加装一定厚度的，长度和宽度均大于阴极母排和阳极母排的环氧绝缘层，使得母排主体的绝缘强度得到提高，能耐受较高的工作电压。
[0023]3、本专利技术提出的高压同轴叠层混合母排结构，通过设置绝缘筒来提升母排局部的绝缘强度，本专利技术中同轴叠层混合结构，需要设置从阴极母排经过环氧绝缘层到阳极母排的贯穿孔，这种结构破坏了母排局部的绝缘强度，本专利技术在中间环氧绝缘层的贯穿孔处浇筑环氧绝缘筒，环氧绝缘筒与贯穿孔同轴配合，整体呈中空圆柱体，并具有一定的高度，这
种新增结构解决了由上述贯穿孔带来的绝缘破坏问题，使得母排局部区域的绝缘强度得到了保障。
[0024]4、本专利技术提出的高压同轴叠层混合母排结构，在阴极母排和阳极母排引出的母排端口设置了端口环氧块，增大了引出端的爬电距离。
附图说明
[0025]图1是本专利技术高压同轴叠层混合母排的结构示意图；
[0026]图2是本专利技术高压同轴叠层混合母排的截面示意图；
[0027]图3是本专利技术高压同轴叠层混合母排的结构侧视图；
[0028]图4是本专利技术高压同轴叠层混合母排的结构俯视图。
[0029]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1
‑
阴极母排；11
‑
阴极凸台；12
‑
阴极螺丝螺母；2
‑
阴极筒；21
‑
上基座螺孔；22
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压同轴叠层混合母排，其特征在于，包括阴极母排(1)、阳极母排(3)、绝缘层(4)和夹具(6)；所述阴极母排(1)、绝缘层(4)和所述阳极母排(3)依次贴合设置形成层叠结构，所述夹具(6)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(1)沿所述贯穿孔轴向方向设有阴极筒(2)；所述母排用于与外部脉冲电源相连接，所述阴极筒(2)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(3)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(3)并流入负载，再由所述阴极母排(1)流回所述阴极筒(2)和所述外部脉冲电源的阴极，从而形成完整回路。2.根据权利要求1所述的一种高压同轴叠层混合母排，其特征在于，所述阴极母排(1)上设有阴极凸台(11)，所述阴极凸台(11)与所述贯穿孔同轴设置；所述阴极筒(2)的两端设有上基座(23)和下基座(24)，所述下基座(24)与所述阴极凸台(11)配合安装。3.根据权利要求2所述的一种高压同轴叠层混合母排，其特征在于，所述阴极筒(2)的侧壁设有阴极筒贯穿孔(22)，所述阴极筒贯穿孔(22)用于将所述阴极筒(2)内的导线引出。4.根据权利要求1或3所述的一种高压同轴叠层混合母排，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶波，王文山，杨勇，张明，赵阳，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：