一种高压充电组件、模块化高压脉冲调制箱制造技术

本发明专利技术公开了一种高压充电组件、模块化高压脉冲调制箱，所述充电组件包括一充电驱动模块、一充电底板模块、N个输入转接板和N个充电开关模块，所述放电组件包括放电底板、N个放电开关模块、至少两个铜螺柱和至少一个第二触发输入插座，对高压脉冲调制模块进行模块化结构设计，充放电组件通过PCB接插件进行连接和安装，提高了高压脉冲调制模块的可靠性，便于维护。护。护。

【技术实现步骤摘要】
一种高压充电组件、模块化高压脉冲调制箱


[0001]本专利技术涉及大功率高压脉冲
，特别是涉及一种高压充电组件、模块化高压脉冲调制箱。

技术介绍

[0002]大功率高压脉冲在工业、科研等领域被大量应用，如脉冲等离子体渗氮，用于材料表面硬化；脉冲离子收集，用于从等离子体中离子的收集；在环保领域，用于高压除尘，等等。在要求上升快(～1μs)，占空比大(～80％)，高重频(≥10kHz)高压脉冲设计中，通常采用多个IGBT将多级低压直流电源叠加，以提高电压。对应类似容性负载，关闭充电脉冲后，电压下降缓慢，因此，为了实现快速的脉冲下降沿，同时采用多个IGBT开关管串联对负载放电，实现负载快速放电，这样可以获得较大的脉冲占空比。在结构设计中既要考虑耐压，又要兼顾开关管散热，同时还需要考虑开关管应用中发生损坏后的可更换性。在常规设计中，未采用模块化设计，通常结构复杂，维修性较差，不利于维护和扩充。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的大功率高压脉冲调制装置不便维护的问题，而提供一种高压充电组件。
[0004]本专利技术的另一个目的是提供一种模块化高压脉冲调制箱。
[0005]为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：
[0006]一种高压充电组件，所述充电组件包括一充电驱动模块、一充电底板模块、N个输入转接板和N个充电开关模块，其中：所述输入转接板将输入直流源转接到所述充电底板模块中的充电底板上，所述充电驱动模块包括驱动底板以及设置于所述驱动底板上的N个充电驱动输出插头、N路隔离驱动单元和用于连接外界充电触发信号和供电的第一触发输入插座；N路隔离驱动单元分别一一对应N个所述充电开关模块，所述驱动底板输出驱动信号通过所述充电驱动输出插头连接到所述充电底板的充电驱动输入插座，并通过安装在充电底板上的充电插口连接到所述充电开关模块以驱动充电开关模块的导通和关闭，N路输入转接板输入的直流电源通过充电开关模块串联叠加形成高压通过所述充电底板上的高压正接线插片和高压负接线插片输出。
[0007]在上述技术方案中，N＝2
‑
100。
[0008]在上述技术方案中，每一所述输入转接板的一端设有PCB板接线端子以连接输入直流电源的正、负极，另一端设有排针以连接至所述充电底板的接线端子。
[0009]在上述技术方案中，所述充电底板模块包括充电底板和固定于所述充电底板上的N+1个导轨，相邻的两个导轨之间插入一个所述充电开关模块，插入后每一所述充电开关模块的充电插口插接于所述充电底板的对应的充电开关模块插座上。
[0010]在上述技术方案中，所述充电组件和放电组件分别通过绝缘支持件固定安装在绝缘底板上，所述充电底板垂直安装在所述绝缘底板上，每一导轨均和所述充电底板相垂直
且平行于所述绝缘底板，所述充电开关模块装配于相邻的两个导轨之间。
[0011]在上述技术方案中，每一导轨的两侧面均设有用于插拔所述充电开关模块的导向槽，每一导轨的一端设有两个支腿，支腿端面设有螺纹孔，使用螺钉通过螺纹孔将导轨安装在所述充电底板上，每一导轨的底面设有螺纹孔，使用螺丝安装固定在导轨支持条上。
[0012]在上述技术方案中，所述充电开关模块包括充电开关板、散热器和充电IGBT开关管，所述散热器垂直固定于所述充电开关板上，所述充电IGBT开关管垂直焊接在充电开关板上且散热面紧贴所述散热器，所述充电插口设置于所述充电开关板的端部。
[0013]在上述技术方案中，所述充电开关板为PCB板，所述充电插口为设置在所述PCB板一端的PCB插口，所述PCB插口上设置金手指。
[0014]在上述技术方案中，所述输入转接板通过所述充电开关模块的下方插接于所述充电底板的接线端子上。
[0015]在上述技术方案中，每一输入转接板包括输入转接PCB板以及分别固定于所述输入转接PCB板两端的PCB板接线端子和两个二脚排针，所述二脚排针的两个针脚在所述输入转接PCB板上通过覆铜连接在一起，所述PCB板接线端子包括两个端子脚，相对的端子脚和排针通过输入转接PCB板上的覆铜条连接在一起。
[0016]在上述技术方案中，所述驱动底板设有隔离变压单元，在隔离变压单元的初次级间设有一个绝缘槽。
[0017]在上述技术方案中，所述第一触发输入插座设置在所述驱动底板的低压边。
[0018]在上述技术方案中，所述充电驱动输出插头采用四脚90度排针，分别与所述充电底板的驱动输入插座连接，所述充电驱动输出插头的1、2脚连接驱动信号正，3、4脚连接驱动信号负。
[0019]本专利技术的另一方面，一种模块化高压脉冲调制箱，包括所述的充电组件、放电组件和4U插箱，所述充电组件和放电组件通过绝缘底板固定在4U插箱的底面上。
[0020]在上述技术方案中，所述放电组件包括放电底板、N个放电开关模块、至少两个铜螺柱和至少一个第二触发输入插座，所述放电底板上设有N组分别一一对应的隔离驱动单元和放电开关模块插座，每一放电开关模块插座上插接一个所述放电开关模块，每相邻的两个放电开关模块插座串联，再通过两个所述铜螺柱分别连接高压正放电输出和高压负放电输出，所述第二触发输入插座用于连接放电触发信号和供电，经过所述隔离驱动单元驱动所述放电开关模块的导通和关闭。
[0021]在上述技术方案中，所述4U插箱的前面板包括可拆卸的活动板和分别位于所述活动板左右两侧的左固定板、右固定板，所述活动板上装配有至少一个轴流风扇，所述左固定板或右固定板上装配有三个航插，分别连接所述第一触发输入插座、第二触发输入插座以及轴流风扇。
[0022]在上述技术方案中，所述放电底板上设有绝缘槽，位于隔离变压器初次级之间；
[0023]所述放电开关模块包括放电开关板、放电散热器和放电IGBT开关管，所述放电开关板的四角通过四个铜柱和配套螺丝固定在所述放电散热器的侧面，所述放电IGBT开关管固定于所述放电开关板和放电散热器的侧面间，所述放电IGBT开关管散热面贴在放电散热器侧面，所述放电开关板的端部设有PCB插口以匹配插入至所述放电底板上的放电开关模块插座内
[0024]所述4U插箱的背部板中部留空，并且设有高压正充电输出插座、高压负充电输出插座、高压正放电输出插座和高压负放电输出插座，所述高压正接线插片和高压负接线插片分别通过高压线与所述高压正充电输出插座和高压负充电输出插座连接，放电底板上的第一铜螺柱和第二铜螺柱分别利用高压线与所述高压正放电输出插座和高压负放电输出插座连接。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]1.本专利技术通过对高压脉冲调制模块进行模块化结构设计，充放电组件通过PCB接插件进行连接和安装，单个4U插箱实现了多个(八个)开关模块的串接，在大幅提高集成度的情况下，同时极大地提高了高压脉冲调制模块的可靠性。
[0027]2.本专利技术对易损坏的充电开关模块和放电开关模块采用插拔式设计，大大提高了可维护性。
[0028]3.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压充电组件，其特征在于，所述充电组件包括一充电驱动模块、一充电底板模块、N个输入转接板和N个充电开关模块，其中：所述输入转接板将输入直流源转接到所述充电底板模块中的充电底板上，所述充电驱动模块包括驱动底板以及设置于所述驱动底板上的N个充电驱动输出插头、N路隔离驱动单元和用于连接外界充电触发信号和供电的第一触发输入插座；N路隔离驱动单元分别一一对应N个所述充电开关模块，所述驱动底板输出驱动信号通过所述充电驱动输出插头连接到所述充电底板的充电驱动输入插座，并通过安装在充电底板上的充电插口连接到所述充电开关模块以驱动充电开关模块的导通和关闭，N路输入转接板输入的直流电源通过充电开关模块串联叠加形成高压通过所述充电底板上的高压正接线插片和高压负接线插片输出。2.如权利要求1所述的高压充电组件，其特征在于，N＝2
‑
100。3.如权利要求1所述的高压充电组件，其特征在于，每一所述输入转接板的一端设有PCB板接线端子以连接输入直流电源的正、负极，另一端设有排针以连接至所述充电底板的接线端子。4.如权利要求1所述的高压充电组件，其特征在于，所述充电底板模块包括充电底板和固定于所述充电底板上的N+1个导轨，相邻的两个导轨之间插入一个所述充电开关模块，插入后每一所述充电开关模块的充电插口插接于所述充电底板的对应的充电开关模块插座上。5.如权利要求1所述的高压充电组件，其特征在于，所述充电组件和放电组件分别通过绝缘支持件固定安装在绝缘底板上，所述充电底板垂直安装在所述绝缘底板上，每一导轨均和所述充电底板相垂直且平行于所述绝缘底板，所述充电开关模块装配于相邻的两个导轨之间。6.如权利要求1所述的高压充电组件，其特征在于，每一导轨的两侧面均设有用于插拔所述充电开关模块的导向槽，每一导轨的一端设有两个支腿，支腿端面设有螺纹孔，使用螺钉通过螺纹孔将导轨安装在所述充电底板上，每一导轨的底面设有螺纹孔，使用螺丝安装固定在导轨支持条上。7.如权利要求1所述的高压充电组件，其特征在于，所述充电开关模块包括充电开关板、散热器和充电IGBT开关管，所述散热器垂直固定于所述充电开关板上，所述充电IGBT开关管垂直焊接在充电开关板上且散热面紧贴所述散热器，所述充电插口设置于所述充电开关板的端部。8.如权利要求1所述的高压充电组件，其特征在于，所述充电开关板为PCB板，所述充电插口为设置在所述PCB板一端的PCB插口，所述PCB插口上设置金手指。9.如权利要求1所述的高压充电组件，其特征在于，所述输入转接板通过所述充电开关模块的下方插接于所述充电底板的接线端子上。10.如权利要求1所述的高压充电组件，其特征在于，每一输入转接板包括输入转接PCB板以及分别固定于所述输入转接PCB板两端的PCB...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈小虎，张晓卫，刘明远，
申请(专利权)人：核工业理化工程研究院，
类型：发明
国别省市：