[发明专利]电容储能式电流下降斜率可调电源

说明书

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种电容储能式电流下降斜率可调电源。本发明包括储能电容、二极管、晶闸管SCR、电感负载和调节模块，其中储能电容正极与反并联二极管的阴极连接后与晶闸管SCR的阳极连接，晶闸管SCR的阴极与调节模块组合的正极连接，调节模块组合的负极连接到电感负载的正极，电感负载的负极连接至储能电容的负极和反并联二极管的阳极。本发明能够解决多开关管串联均压的问题，解决电流脉冲下降斜率调节的问题，阻断相关线圈在电源不工作时的所有续流回路防止从装置变化磁场中感应电流。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种电容储能式电流下降斜率可调电源。

背景技术

极向磁场线圈是托卡马克装置主要部件之一，通过线圈为装置提供强极向磁场，故极向磁场线圈电源的负载是线圈，等效为电感。球形托卡马克装置是指环径比小于1.5的托卡马克装置，通常用廉价灵活的电容组储能。

现有技术中用于球形托卡马克装置预电离的电容储能式极向磁场线圈电源的电流下降斜率不可调，且如果要产生更大电流下降斜率，需多个开关管串联承受高压，增加了均压保护的困难。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电容储能式电流下降斜率可调电源，解决多开关管串联均压的问题，解决电流脉冲下降斜率调节的问题，阻断相关线圈在电源不工作时的所有续流回路防止从装置变化磁场中感应电流。

本发明采用的技术方案：

一种电容储能式电流下降斜率可调电源，包括储能电容、二极管、晶闸管SCR、电感负载和调节模块，其中储能电容正极与反并联二极管的阴极连接后与晶闸管SCR的阳极连接，晶闸管SCR的阴极与调节模块组合的正极连接，调节模块组合的负极连接到电感负载的正极，电感负载的负极连接至储能电容的负极和反并联二极管的阳极。

所述调节模块包括绝缘栅双极晶体管IGBT、压敏电阻、RCD阻容吸收组件，压敏电阻、RCD阻容吸收组件均与绝缘栅双极晶体管IGBT并联，绝缘栅双极晶体管IGBT的集电极作为调节模块的正极，绝缘栅双极晶体管IGBT的发射极作为调节模块的负极。

所述调节模块包含若干个，后一个调节模块的正极与前一个调节模块的负极连接，以此类推，形成调节模块的串联组合。

所述RCD阻容吸收组件与压敏电阻并联用于抑制IGBT两端电压。

所述压敏电阻具有较大耐冲击电流能力。

所述当回路电流降低到微安甚至更小时，RCD阻容吸收组件作为压敏电阻的补充，吸收剩余能量避免IGBT两端产生高电压毛刺。

所述压敏电阻替换为无感电阻或者普通电阻。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.增加晶闸管SCR，阻断相关线圈在电源不工作时的所有续流回路防止从装置变化磁场中感应电流，影响装置运行。

2.使电流下降波形呈线性下降趋势，改善已有技术中的脉冲电流的非线性下降波形，图4是改善前后的下降波形对比，(a)是已有技术的脉冲电流非线性下降波形，(b)是改善后的线性下降波形。

3.使脉冲电流下降斜率可调，图5四组图是电流下降斜率调节对比波形。

4.提供多开关管串联的均压解决办法，将压敏电阻作为续流回路并联到IGBT两端电压可限制电压，模块化的设计减轻了开关器件的电压应力，各串联模块不需要额外的均压措施。

附图说明

图1是本发明提供的电流脉冲下降斜率可调的极向磁场线圈电源原理图；

图2是本发明提供的子模块投入状态工作示意图；

图3是本发明提供的子模块切出状态工作示意图；