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申请/专利权人：武汉智瑞捷电气技术有限公司

摘要：本发明公开了一种大功率脉冲电源的一体化结构，包括壳体，所述壳体的左侧固定连接有输出端，所述壳体的右侧固定连接有电容器，并且电容器的右侧固定连接有触发单元，所述壳体内壁的左侧固定连接有CT检测组件，并且壳体内壁的右侧固定连接有晶闸管组件，本发明涉及脉冲电源技术领域。该大功率脉冲电源的一体化结构，降低了整个放电回路的电感，均匀了内部电场，放电电流由集中转为分散化，减小了电动力，对外电磁辐射分散化，避免了局部磁场干扰集中现象，减少了回路分布参数、内部接口的数量和整体体积，并降低了重量，减小了电磁干扰，使得该大功率电源抗振动和冲击能力强，抗电磁干扰强，波形稳定性强。

主权项：1.一种大功率脉冲电源的一体化结构，包括壳体1，所述壳体1的左侧固定连接有输出端2，其特征在于：所述壳体1的右侧固定连接有电容器3，并且电容器3的右侧固定连接有触发单元4，所述壳体1内壁的左侧固定连接有CT检测组件5，并且壳体1内壁的右侧固定连接有晶闸管组件6，所述CT检测组件5与晶闸管组件6相对的一侧之间固定连接有电感组件7，所述CT检测组件5、电感组件7、晶闸管组件6、电容器3及触发单元4的中心线均处于同一轴线，所述晶闸管组件6包括压接固定块61、上电极62和下电极63，所述壳体1的底部开设有排气孔8，并且电容器3包括电容芯31，所述电容芯31的数量有64个，分成4层同轴叠放；所述压接固定块61左侧的四角均固定连接有绝缘筒64，四个所述绝缘筒64的右端均依次贯穿压接固定块61和上电极62并延伸至上电极62的右侧，所述下电极63左侧的四角均固定连接有绝缘管65，四个所述绝缘筒64的左端均固定连接有输出电极66，所述输出电极66的一端贯穿绝缘筒64和绝缘管65并延伸至绝缘管65的内部；所述下电极63的左侧固定连接有第一晶闸管67，并且第一晶闸管67的左侧通过垫片固定连接有第二晶闸管68，所述第二晶闸管68的左侧通过垫片固定连接有第一续流二极管69，并且第一续流二极管69的左侧固定连接有中间电极610。

全文数据：一种大功率脉冲电源的一体化结构技术领域本发明涉及脉冲电源技术领域，具体为一种大功率脉冲电源的一体化结构。背景技术脉冲功率技术是基于国防科研需求而发展起来的一门技术，应用在高功率粒子束、电磁发射、高功率微波、核聚变等领域，随着脉冲功率技术向高功率、多样化、高重频、全固态、模块化、小型化的方向发展，已经越来越多的应用于民用和工业部门，有着极为广泛的应用和发展前景，主要在能源境科学、医疗和生物工程、教育等多个领域，如纳米制造、辐射改性、消毒杀菌、高压除尘、疾病治疗和有机废水处理等，脉冲电源有单正脉冲和双正、负脉冲电源，采用独特的调制技术，数字化控制，正向脉冲开启宽度T+和负向脉冲开启时间宽度T-可分别在全周期内调节，正向电流、电压调节、负向电流、电压均可独立调节，可满满足客户的不同的需求，脉冲电源工作时，首先经过慢储能，使初级能源具有足够的能量；然后向中间储能和脉冲成形系统充电或流入能量，能量经过储存、压缩、形成脉冲或转化等某些复杂过程之后，最后快速放电给负载。现有的高压脉冲电源一般体积较大，占用较多的空间，无法实现脉冲电源的模块化和小型化，且高压脉冲电源在工作时，系统不稳定，降低了可靠性，实用性较低。发明内容一解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种大功率脉冲电源的一体化结构，解决了体积较大，无法实现模块电源的模块化和小型化，系统不稳定，可靠性较低的问题。二技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种大功率脉冲电源的一体化结构，包括壳体，所述壳体的左侧固定连接有输出端，所述壳体的右侧固定连接有电容器，并且电容器的右侧固定连接有触发单元，所述壳体内壁的左侧固定连接有CT检测组件，并且壳体内壁的右侧固定连接有晶闸管组件，所述CT检测组件与晶闸管组件相对的一侧之间固定连接有电感组件，所述CT检测组件、电感组件、晶闸管组件、电容器及触发单元的中心线均处于同一轴线，所述晶闸管组件包括压接固定块、上电极和下电极，所述壳体的底部开设有排气孔，并且电容器包括电容芯。优选的，所述压接固定块左侧的四角均固定连接有绝缘筒，四个所述绝缘筒的一端均依次贯穿压接固定块和上电极并延伸至上电极的右侧，所述下电极左侧的四角均固定连接有绝缘管，四个所述绝缘筒的左端均固定连接有输出电极，所述输出电极的一端贯穿绝缘筒和绝缘管并延伸至绝缘管的内部。优选的，所述下电极的左侧固定连接有第一晶闸管，并且第一晶闸管的左侧通过垫片固定连接有第二晶闸管，所述第二晶闸管的左侧通过垫片固定连接有第一续流二极管，并且第一续流二极管的左侧固定连接有中间电极。优选的，所述中间电极左侧的四角均固定连接有支路轴，四个所述支路轴的顶端均贯穿上电极并延伸至上电极的左侧，所述中间电极的左侧固定连接有隔离二极管，并且隔离二极管的左侧通过垫片固定连接有第二续流二极管。优选的，所述上电极的左侧固定连接有弹簧固定片，并且弹簧固定片的左侧固定连接有弹簧片，所述弹簧片的左侧与压接固定块的右侧固定连接。优选的，所述触发单元的输入端通过导线与充电机的输出端电性连接，并且触发单元的输出端通过导线与第一晶闸管和第二晶闸管的输入端电性连接。优选的，所述充电机的输出端通过导线与电容器的输入端电性连接，并且电容器的输出端通过导线与第一晶闸管和第二晶闸管的输入端电性连接。优选的，所述第一晶闸管和第二晶闸管的输出端均通过导线与电感组件的输入端电性连接，并且第一续流二极管和第二续流二极管的输出端均通过导线与电感组件的输入端电性连接。优选的，所述电感组件的输出端通过导线与CT检测组件的输入端电性连接，并且CT检测组件的输出端通过导线与负载电性连接。三有益效果本发明提供了一种大功率脉冲电源的一体化结构。与现有技术相比具备以下有益效果：1、该大功率脉冲电源的一体化结构，通过电容器的右侧固定连接有触发单元，CT检测组件与晶闸管组件相对的一侧之间固定连接有电感组件，CT检测组件、电感组件、晶闸管组件、电容器及触发单元的中心线均处于同一轴线，中间电极左侧的四角均固定连接有支路轴，采用一体化、同轴、对称结构设计理念，电容、晶闸管、二极管、调波电感结构等采用一体化设计，将所有功率器件和检测器件置于大功率脉冲电源的轴线上、放电地回路采用4条支路轴对称布置，具有轴对称特性，通过这样的设计降低了整个放电回路的电感，均匀了内部电场，放电电流由集中转为分散化，大大减小了电动力，对外电磁辐射分散化，避免了局部磁场干扰集中现象，最终达到减少了回路分布参数、减少了内部接口数量、减小了体积、降低了重量、减小了电磁干扰的目的，使得该大功率电源抗振动和冲击能力强，抗电磁干扰强，波形稳定性强，可靠性和稳定性得到了很大的提高，体积和重量的减少有利于向小型化发展。2、该大功率脉冲电源的一体化结构，通过晶闸管组件包括压接固定块、上电极和下电极，四个所述绝缘筒的左端均固定连接有输出电极，晶闸管与二极管通过同轴结构压接成开关组件单元，放电时输入电流通过底部下电极均匀放电，输出则通过四根均匀分布的输出电极输出至电感组件，电流从四个方向流动，对阀片的电流分布更加均匀，有利于器件可靠性，在压接、大电流工作时，晶闸管和二极管所承受的应力分布均匀，避免工作时电动力对器件结构应力的影响，运行更稳定。3、该大功率脉冲电源的一体化结构，通过壳体的右侧固定连接有电容器，并且电容器的右侧固定连接有触发单元，壳体内壁的左侧固定连接有CT检测组件，壳体内壁的右侧固定连接有晶闸管组件，所述CT检测组件与晶闸管组件相对的一侧之间固定连接有电感组件，整体电源分为五个模块，包括输出电缆压块、CT检测组件、电感组件、晶闸管组件、电容器、触发单元，采用模块化设计可减少安装、紧固螺丝种类等，能有效减少体积和重量。4、该大功率脉冲电源的一体化结构，通过压接固定块左侧的四角均固定连接有绝缘筒，四个所述绝缘筒的一端均依次贯穿压接固定块和上电极并延伸至上电极的右侧，四个所述绝缘筒的左端均固定连接有输出电极，所述输出电极的一端贯穿绝缘筒和绝缘管并延伸至绝缘管的内部，采用对称结构，放电过程中内部所产生的电动力可相互抵消，大幅降低放电时的结构应力，有利于开关组件及其他电子器件的散热。附图说明图1为本发明结构的立体图；图2为本发明内部结构的立体图；图3为本发明晶闸管组件结构的立体图；图4为本发明晶闸管组件结构的爆炸图；图5为本发明系统的结构原理框图。图6为本发明电容芯结构的示意图；图中，1壳体、2输出端、3电容器、4触发单元、5CT检测组件、6晶闸管组件、61压接固定块、62上电极、63下电极、64绝缘筒、65绝缘管、66输出电极、67第一晶闸管、68第二晶闸管、69第一续流二极管、610中间电极、611隔离二极管、612第二续流二极管、613弹簧固定片、614弹簧片、7电感组件、8排气孔、9支路轴、10充电机、11负载。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1-5，本发明实施例提供一种技术方案：一种大功率脉冲电源的一体化结构，包括壳体1，壳体1的左侧固定连接有输出端2，其特征在于：壳体1的右侧固定连接有电容器3，电容器3的右侧固定连接有触发单元4，触发单元4的输入端通过导线与充电机10的输出端电性连接，充电机10的输出端通过导线与电容器3的输入端电性连接，并且电容器3的输出端通过导线与第一晶闸管67和第二晶闸管68的输入端电性连接，并且触发单元4的输出端通过导线与第一晶闸管67和第二晶闸管68的输入端电性连接，壳体1内壁的左侧固定连接有CT检测组件5，并且壳体1内壁的右侧固定连接有晶闸管组件6，CT检测组件5与晶闸管组件6相对的一侧之间固定连接有电感组件7，电感组件7的输出端通过导线与CT检测组件5的输入端电性连接，并且CT检测组件5的输出端通过导线与负载11电性连接，CT检测组件5、电感组件7、晶闸管组件6、电容器3及触发单元4的中心线均处于同一轴线，整体采用同轴结构，能够减少回路分布电感，降低放电工作时对外部的电磁辐射，分散了放电电流，减小了接触面载流密度，避免打火现象，放电过程中内部所产生的电动力相互抵消，大幅降低放电时的结构应力，且由于整体结构未完全对称结构，其抗冲击能力、抗震动能力更强，晶闸管组件6包括压接固定块61、上电极62和下电极63，上电极62的左侧固定连接有弹簧固定片613，并且弹簧固定片613的左侧固定连接有弹簧片614，弹簧片614的左侧与压接固定块61的右侧固定连接，下电极63的左侧固定连接有第一晶闸管67，第一晶闸管67、第二晶闸管68、第一续流二极管69和第二续流二极管612通过一体化压接组成晶闸管组件单元模块，电容器3采用一体化灌封，提高耐压能力的同时，减少振动冲击带来的危害，第一晶闸管67和第二晶闸管68的输出端均通过导线与电感组件7的输入端电性连接，并且第一续流二极管69和第二续流二极管612的输出端均通过导线与电感组件7的输入端电性连接，并且第一晶闸管67的左侧通过垫片固定连接有第二晶闸管68，第二晶闸管68的左侧通过垫片固定连接有第一续流二极管69，并且第一续流二极管69的左侧固定连接有中间电极610，中间电极610左侧的四角均固定连接有支路轴9，放电地回路采用4条支路轴9对称布置，具有轴对称特性，对称的结构能有效的将开关单元的产生的热量，由电源中心有效的传到至整个电源壳体1，在真空中有效的热传导利于散热，减小因为温度变化对电子元器件产生的不稳定性，提高波形的稳定性、设备整体的可靠性，四个支路轴9的顶端均贯穿上电极62并延伸至上电极62的左侧，中间电极610的左侧固定连接有隔离二极管611，并且隔离二极管611的左侧通过垫片固定连接有第二续流二极管612，压接固定块61左侧的四角均固定连接有绝缘筒64，四个绝缘筒64的右端均依次贯穿压接固定块61和上电极62并延伸至上电极62的右侧，下电极63左侧的四角均固定连接有绝缘管65，四个绝缘筒64的左端均固定连接有输出电极66，输出电极66的一端贯穿绝缘筒64和绝缘管65并延伸至绝缘管65的内部，壳体1的底部开设有排气孔8，并且电容器3包括电容芯31，电容器3共有64个电容芯31，采用每层16个电容芯31，一共四层，中间输出法兰未高压端，四周均匀分布四个底线端子，减小了电容器寄生电感，降低了电容器放电时对外的磁场辐射干扰，降低了电容器3的结构应力，且增强了电容器结构抗短路能力，有效避免电容器短路放电或内部击穿时对结构破坏风险，不会产生开裂和爆炸风险。工作时，该大功率脉冲电源接受前级高压充电机10的充电，电容器3接受充电机10充电储能，并在接收到触发信号后通过触发单元4触发内部半导体开关器件对负载11进行放电，在放电过程中，电容储能快速释放，释放出的电容储能通过第一晶闸管67和第二晶闸管68对波形进行调整后传递到电感组件7中，同时第一续流二极管69和第二续流二极管612对电感组件7中的电流波形进行调整，调整后的电流传递到CT检测组件5，CT检测组件5中的大电流罗氏线圈对放电电流进行高压隔离检测，然后为负载11提供脉冲驱动电流。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

权利要求：1.一种大功率脉冲电源的一体化结构，包括壳体1，所述壳体1的左侧固定连接有输出端2，其特征在于：所述壳体1的右侧固定连接有电容器3，并且电容器3的右侧固定连接有触发单元4，所述壳体1内壁的左侧固定连接有CT检测组件5，并且壳体1内壁的右侧固定连接有晶闸管组件6，所述CT检测组件5与晶闸管组件6相对的一侧之间固定连接有电感组件7，所述CT检测组件5、电感组件7、晶闸管组件6、电容器3及触发单元4的中心线均处于同一轴线，所述晶闸管组件6包括压接固定块61、上电极62和下电极63，所述壳体1的底部开设有排气孔8，并且电容器3包括电容芯31，所述电容芯31的数量有64个，分成4层同轴叠放。2.根据权利要求1所述的一种大功率脉冲电源的一体化结构，其特征在于：所述压接固定块61左侧的四角均固定连接有绝缘筒64，四个所述绝缘筒64的右端均依次贯穿压接固定块61和上电极62并延伸至上电极62的右侧，所述下电极63左侧的四角均固定连接有绝缘管65，四个所述绝缘筒64的左端均固定连接有输出电极66，所述输出电极66的一端贯穿绝缘筒64和绝缘管65并延伸至绝缘管65的内部。3.根据权利要求1所述的一种大功率脉冲电源的一体化结构，其特征在于：所述下电极63的左侧固定连接有第一晶闸管67，并且第一晶闸管67的左侧通过垫片固定连接有第二晶闸管68，所述第二晶闸管68的左侧通过垫片固定连接有第一续流二极管69，并且第一续流二极管69的左侧固定连接有中间电极610。4.根据权利要求3所述的一种大功率脉冲电源的一体化结构，其特征在于：所述中间电极610左侧的四角均固定连接有支路轴9，四个所述支路轴9的顶端均贯穿上电极62并延伸至上电极62的左侧，所述中间电极610的左侧固定连接有隔离二极管611，并且隔离二极管611的左侧通过垫片固定连接有第二续流二极管612。5.根据权利要求1所述的一种大功率脉冲电源的一体化结构，其特征在于：所述上电极62的左侧固定连接有弹簧固定片613，并且弹簧固定片613的左侧固定连接有弹簧片614，所述弹簧片614的左侧与压接固定块61的右侧固定连接。6.根据权利要求3所述的一种大功率脉冲电源的一体化结构，其特征在于：所述触发单元4的输入端通过导线与充电机10的输出端电性连接，并且触发单元4的输出端通过导线与第一晶闸管67和第二晶闸管68的输入端电性连接。7.根据权利要求6所述的一种大功率脉冲电源的一体化结构，其特征在于：所述充电机10的输出端通过导线与电容器3的输入端电性连接，并且电容器3的输出端通过导线与第一晶闸管67和第二晶闸管68的输入端电性连接。8.根据权利要求4所述的一种大功率脉冲电源的一体化结构，其特征在于：所述第一晶闸管67和第二晶闸管68的输出端均通过导线与电感组件7的输入端电性连接，并且第一续流二极管69和第二续流二极管612的输出端均通过导线与电感组件7的输入端电性连接。9.根据权利要求1所述的一种大功率脉冲电源的一体化结构，其特征在于：所述电感组件7的输出端通过导线与CT检测组件5的输入端电性连接，并且CT检测组件5的输出端通过导线与负载11电性连接。

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