[发明专利]电容储能式脉冲阶梯电流发生电源

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脉冲阶梯电流发生电源。本发明包括低压模块、高压模块、电感负载，低压模块的正输出点与高压模块的负输出点连接，低压模块的负输出点与高压模块的正输出点之间连接有电感负载，低压模块包括两个二极管、大容量低压电容、绝缘栅双极晶体管IGBT，高压模块包括两个二极管、小容量高压电容、晶闸管SCR。本发明能提供阶梯状的脉冲电流且平顶电流稳定度更高，每个阶梯的电流与持续时间均可调。

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脉冲阶梯电流发生电源。

背景技术

环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环向磁场约束和稳定等离子体，故环向磁场线圈电源的负载是线圈，等效为电感。球形托卡马克是指环径比小于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的电容储能式环向磁场线圈电源工作方式是不控放电，只能产生一个电流平顶，不能产生阶梯状的脉冲电流。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提出一种闭环控制的电容储能式环向场磁场线圈电源，能提供阶梯状的脉冲电流且平顶电流稳定度更高，每个阶梯的电流与持续时间均可调。

本发明采用的技术方案：

一种电容储能式脉冲阶梯电流发生电源，包括低压模块、高压模块、电感负载，低压模块的正输出点与高压模块的负输出点连接，低压模块的负输出点与高压模块的正输出点之间连接有电感负载。

所述低压模块的负输出点与电感负载的负极连接，低压模块的正输出点与高压模块的负输出点连接，高压模块正输出点与电感负载的正极连接。

所述低压模块包括两个二极管、大容量低压电容、绝缘栅双极晶体管IGBT，大容量低压电容与一个二极管反向并联，并联电路与绝缘栅双极晶体管IGBT串联；绝缘栅双极晶体管IGBT的发射极与第二个二极管的阴极连接，第二个二极管的阳极与并联电路负极连接。

所述并联电路正极连接绝缘栅双极晶体管IGBT的集电极，第二个二极管阴极是低压模块的正输出点，第二个二极管阳极是低压模块的负输出点。

所述高压模块包括两个二极管、小容量高压电容、晶闸管SCR，小容量高压电容与一个二极管反向并联，并联电路负极与第二个二极管的阳极连接，第二个二极管阴极与晶闸管SCR的阴极连接。

所述并联电路正极与晶闸管SCR的阳极连接，第二个二极管阴极是高压模块的正输出点，第二个二极管阳极是高压模块的负输出点。

所述高压模块增加低电流到高电流的上升速度。

所述高压模块的数量为若干个，高压模块串联连接。

所述若干个高压模块中，第一个高压模块的正输出点与下一个高压模块的负输出点连接，以此类推。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明主要提供一种用于球形托卡马克装置的电容储能式环向磁场线圈电源，用于产生阶梯状的脉冲电流，所有电流平台上升时间均可变；所有电流平台持续时间均可调；所有平台电流均可调，电流稳定度随闭环控制频率变化；阶梯电流的阶梯数量均可增减。

附图说明

图1为本发明提供的电容储能式脉冲阶梯电流发生电源实施例一结构示意图：

图2为本发明提供的电容储能式脉冲阶梯电流发生电源实施例二结构示意图：

图3为本发明提供的电流平顶阶段电流路径示意图。

图4为本发明提供的电流上升阶段电流路径示意图。

图5为本发明提供的电流下降阶段电流路径示意图。