專利名稱：一種驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及氙燈泵浦的固體激光器電源，尤其涉及一種驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置的電流回流結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
多路大功率氙燈的電源裝置應(yīng)用于固體激光器中，由于作為電源負(fù)載的脈沖氙燈燈管長(zhǎng)，直徑粗，輸出光功率大，需要多路氙燈并聯(lián)工作，因此，大功率氙燈電源主要的技術(shù)特征為一般采用最簡(jiǎn)單的單級(jí)LC脈沖電流形成網(wǎng)絡(luò)，脈沖電容器的充電電壓高，一般充電電壓為10 30kV，輸出脈沖電流幅值高，波形要求精準(zhǔn)穩(wěn)定，電源中電容器的儲(chǔ)能很大， 一般達(dá)到0. 1 2MJ。氙燈電源所包含的高電壓、大電流部件有脈沖電容器、開(kāi)關(guān)、電感、電阻、充電電源以及電纜。這些部件的使用數(shù)量對(duì)于氙燈電源的結(jié)構(gòu)、體積和造價(jià)影響很大，特別是減少開(kāi)關(guān)的使用數(shù)量可以使電源結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)濟(jì)型更好。目前氙燈電源有2種主流的模式，其一是每一路氙燈采用獨(dú)立的LC脈沖電流形成網(wǎng)絡(luò)，多路并聯(lián)共用一臺(tái)高電壓、大電流開(kāi)關(guān)，其特點(diǎn)是每路氙燈的電流幅值、波形對(duì)于氙燈阻抗特性不敏感，各路氙燈之間電流一致性好；每路氙燈的電容器在充電時(shí)都需要一只高壓硅堆，高壓器件數(shù)量多，但是可以保證放電階段相互間電流隔離，任意高壓器件發(fā)生短路故障時(shí)，故障電流幅值小，相比較而言電源體積較大，造價(jià)較高。另一種氙燈電源將全部脈沖電容器并聯(lián)，經(jīng)過(guò)一臺(tái)高電壓、大電流開(kāi)關(guān)后，每一路氙燈均采用串聯(lián)一只起到均流和調(diào)波作用的電感，將電流分配給每一路氙燈，其特點(diǎn)為全部電容器并聯(lián)充電，用電感均流放電，所使用的高電壓器件數(shù)量最少，結(jié)構(gòu)緊湊體積小，經(jīng)濟(jì)性好，缺點(diǎn)是高壓器件發(fā)生短路故障時(shí)，故障電流幅值高、能量大；依靠電感均流，各路氙燈電流的幅值和波形，對(duì)于脈沖氙燈阻抗特性比較敏感。后一種電源在各路氙燈特性一致性較好的前提下，可以大大降低電源的成本，方便實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的緊湊化和小型化。但是這種電源在發(fā)生短路故障時(shí)，不可避免地所有電容器均會(huì)向故障點(diǎn)同時(shí)放電，導(dǎo)致嚴(yán)重故障。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、承載大電流能力高的驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置，包括屏蔽機(jī)箱、收容在該屏蔽機(jī)箱內(nèi)的電氣元件，該電源裝置還包括從所述屏蔽機(jī)箱內(nèi)引出的高壓同軸電纜，該高壓同軸電纜的芯線與氙燈的正極連接，該高壓同軸電纜的外導(dǎo)體將氙燈的負(fù)極與所述屏蔽機(jī)箱連接。優(yōu)選的，所述收容在屏蔽機(jī)箱內(nèi)的電氣元件包括電容器、阻尼元件、高壓母排、氣體開(kāi)關(guān)、磁開(kāi)關(guān)、分流導(dǎo)體圓盤、調(diào)波電感、電流傳感器、及扁鋼，其中電容器的高壓極依次通過(guò)阻尼元件、高壓母排、氣體開(kāi)關(guān)、磁開(kāi)關(guān)、分流導(dǎo)體圓盤、調(diào)波電感、電流傳感器、高壓同軸電纜的芯線與氙燈的正極連接；電容器的接地極依次通過(guò)扁鋼、屏蔽機(jī)箱、高壓同軸電纜的外導(dǎo)體與氙燈的負(fù)極連接。優(yōu)選的，所述高壓母排為豎立在所述屏蔽機(jī)箱內(nèi)的導(dǎo)電板。優(yōu)選的，所述電容器和阻尼元件各設(shè)有若干個(gè)，該若干個(gè)電容器和阻尼元件設(shè)置在所述導(dǎo)電板的兩側(cè)，其中每一個(gè)電容器的高壓極連接到各自對(duì)應(yīng)的阻尼元件的一端，各阻尼元件的另一端與所述導(dǎo)電板連接。優(yōu)選的，該電源裝置還包括支撐所述高壓母排的絕緣塊，該絕緣塊固定在屏蔽機(jī)箱的底部。優(yōu)選的，所述導(dǎo)電板可采用鋼板或鋁板，寬度大于300mm，高度為1200 1800mm。優(yōu)選的，該電源裝置還包括支撐電容器的第一環(huán)氧支撐板(13)，以及支撐阻尼元件的支撐角鐵(14)和第二環(huán)氧支撐板(131)，該支撐角鐵設(shè)置在高壓母排上。優(yōu)選的，該電源裝置還包括支撐所述分流導(dǎo)體圓盤的支撐絕緣塊(15)，該支撐絕緣塊均勻分布于圓盤底部邊緣以將分流導(dǎo)體圓盤與機(jī)箱固定；所述高壓母排、氣體開(kāi)關(guān)、 磁開(kāi)關(guān)、分流導(dǎo)體圓盤之間均為剛性連接，該支撐絕緣塊(1 將所述連接為一體的高壓母排、氣體開(kāi)關(guān)、磁開(kāi)關(guān)、分流導(dǎo)體圓盤與機(jī)箱固定。優(yōu)選的，該電源裝置還包括若干絕緣支撐件(16)，該若干絕緣支撐件支撐所述分流導(dǎo)體圓盤、調(diào)波電感、及電流傳感器。優(yōu)選的，所述屏蔽機(jī)箱的厚度為3_6mm。本實(shí)用新型所述的驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置，其中每臺(tái)電容器的高壓極連接到各自阻尼元件的一端，每一臺(tái)阻尼元件從其另一端連接匯流到高壓母排；高壓母排的頂端連接有氣體開(kāi)關(guān)和磁開(kāi)關(guān)，經(jīng)過(guò)磁開(kāi)關(guān)后，連接有一個(gè)分流導(dǎo)體圓盤，分流導(dǎo)體圓盤與多臺(tái)調(diào)波電感的一端相連，經(jīng)過(guò)每一臺(tái)調(diào)波電感后，每一臺(tái)調(diào)波電感的另一端均連接到各自的高壓同軸電纜首端的芯線，芯線的絕緣層需要保留，并與同軸電纜的外導(dǎo)體保持一定長(zhǎng)度的沿面絕緣距離；每一條高壓同軸電纜首端的芯線絕緣層上套一只電流傳感器；經(jīng)過(guò)高壓同軸電纜到達(dá)其末端的芯線，與各自氙燈的正極相連，再?gòu)母髯噪療舻呢?fù)極流到各自的高壓同軸電纜末端的外導(dǎo)體，并經(jīng)過(guò)各自的高壓同軸電纜的外導(dǎo)體流回高壓同軸電纜的首端，每一根高壓同軸電纜首端的外導(dǎo)體均連接到機(jī)箱的外殼，最后機(jī)箱外殼連接到每一臺(tái)電容器的接地極，形成完整的電流回路。本實(shí)用新型將屏蔽機(jī)箱作為電源的大電流回流導(dǎo)體，回流電流可以經(jīng)過(guò)屏蔽機(jī)箱外殼回到電容器的接地極，這樣就省略了屏蔽機(jī)箱內(nèi)部的回流母排，全部電容器的接地極直接與屏蔽機(jī)箱連接，屏蔽機(jī)箱內(nèi)部?jī)H僅布置高壓母線，結(jié)構(gòu)緊湊，大大節(jié)省了空間。本實(shí)用新型機(jī)箱內(nèi)部省略了連接每一條高壓同軸電纜外導(dǎo)體的回流母排，在機(jī)箱內(nèi)部只有一塊高壓母排，該高壓母排為一塊完整的導(dǎo)體板，高壓母排的下部采用絕緣塊與機(jī)箱的底部固定，它的頂部直接連接氣體開(kāi)關(guān)，并作為氣體開(kāi)關(guān)的支撐，高壓母排兩側(cè)通過(guò)電容器和阻尼元件輔助固定。另外，通過(guò)加厚屏蔽機(jī)箱鋼板不但可以有效地將故障的影響限制于故障電源內(nèi)部，而且屏蔽機(jī)箱加厚使得電磁屏蔽性能提高，承載大電流的能力大大提高了。

圖1是符合本實(shí)用新型的一種驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0019]圖2是圖1所示的電源裝置的電容器、阻尼元件、高壓母排的連接示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參照?qǐng)D1，驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置包括屏蔽機(jī)箱11、設(shè)置在屏蔽機(jī)箱 11內(nèi)的若干電容器1、與若干電容器對(duì)應(yīng)設(shè)有的若干阻尼元件2、高壓母排3、絕緣塊4、氣體開(kāi)關(guān)5、磁開(kāi)關(guān)6、分流導(dǎo)體圓盤7、調(diào)波電感8、電流傳感器9、扁鋼12及設(shè)置在屏蔽機(jī)箱11 外的高壓同軸電纜10。每臺(tái)電容器1的高壓極連接到各自阻尼元件2的一端，每一臺(tái)阻尼元件2從其另一端連接匯流到高壓母排3 ；高壓母排3的下部采用絕緣塊4與機(jī)箱11的底部固定；高壓母排3的頂端連接有氣體開(kāi)關(guān)5和磁開(kāi)關(guān)6，經(jīng)過(guò)磁開(kāi)關(guān)6后，連接有一個(gè)分流導(dǎo)體圓盤7， 分流導(dǎo)體圓盤7與多臺(tái)調(diào)波電感8的一端相連，經(jīng)過(guò)每一臺(tái)調(diào)波電感8后，每一臺(tái)調(diào)波電感 8的另一端均連接到各自的高壓同軸電纜10首端的芯線，芯線的絕緣層需要保留，并與同軸電纜的外導(dǎo)體保持一定長(zhǎng)度的沿面絕緣距離；每一條高壓同軸電纜10首端的芯線絕緣層上套一只電流傳感器9 ；經(jīng)過(guò)高壓同軸電纜10到達(dá)其末端的芯線，與各自氙燈的正極20 相連，再?gòu)母髯噪療舻呢?fù)極30流到各自的高壓同軸電纜10末端的外導(dǎo)體，并經(jīng)過(guò)各自的高壓同軸電纜10的外導(dǎo)體流回高壓同軸電纜10的首端，每一根高壓同軸電纜10首端的外導(dǎo)體均連接到機(jī)箱11的外殼，最后機(jī)箱11外殼連接到每一臺(tái)電容器1的接地極，形成完整的電流回路。請(qǐng)參照?qǐng)D2，所述高壓母排3為豎立在所述屏蔽機(jī)箱11內(nèi)中間位置的導(dǎo)電板。該導(dǎo)電板可采用鋼板或鋁板，寬度大于300mm，高度為1200 1800mm。若干個(gè)電容器1和阻尼元件2設(shè)置在導(dǎo)電板(即高壓母排11)的兩側(cè)，其中每一個(gè)電容器1的高壓極連接到各自對(duì)應(yīng)的阻尼元件2的一端，各阻尼元件2的另一端與導(dǎo)電板連接。電容器1依靠環(huán)氧支撐板13支撐，阻尼元件2依靠高壓母排上的支撐角鐵14和環(huán)氧支撐板13支撐。該電源裝置還包括支撐所述高壓母排3的絕緣塊4，該絕緣塊4固定在屏蔽機(jī)箱 11的底部。該絕緣塊4必須具備一定的絕緣水平，能夠承受直流40kV以上的電壓，而不會(huì)發(fā)生沿面閃絡(luò)或擊穿。該電源裝置還包括支撐所述分流導(dǎo)體圓盤7的支撐絕緣塊15，該支撐絕緣塊15均勻分布于分流導(dǎo)體圓盤7底部邊緣以與屏蔽機(jī)箱11固定。所述高壓母排3、氣體開(kāi)關(guān)5、磁開(kāi)關(guān)6、分流導(dǎo)體圓盤7之間均為剛性連接，該支撐絕緣塊15將所述連接為一體的高壓母排 3、氣體開(kāi)關(guān)5、磁開(kāi)關(guān)6、分流導(dǎo)體圓盤7與屏蔽機(jī)箱11固定，工作時(shí)支撐絕緣塊15需要承受很大的電動(dòng)力。支撐絕緣塊15必須具備一定的絕緣水平，能夠承受直流40kV以上的電壓，而不會(huì)發(fā)生沿面閃絡(luò)或擊穿。進(jìn)一步的，該電源裝置還包括若干絕緣支撐件16，該若干絕緣支撐件16支撐所述分流導(dǎo)體圓盤7、調(diào)波電感8、及電流傳感器9。所述屏蔽機(jī)箱的厚度為3_6mm。由于機(jī)箱門的鋼板很厚，導(dǎo)致門的重量很大，門軸承受不了，本實(shí)用新型采用在機(jī)箱門的兩側(cè)安裝掛鉤的結(jié)構(gòu)方案，可以承受厚重的鋼板。盡管以上結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方案，上述的具體實(shí)施方案僅僅是示意性的、指導(dǎo)性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本說(shuō)明書(shū)的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本實(shí)用新型保護(hù)之列。
權(quán)利要求1.一種驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置，包括屏蔽機(jī)箱(11)、收容在該屏蔽機(jī)箱內(nèi)的電氣元件，其特征在于該電源裝置還包括從所述屏蔽機(jī)箱內(nèi)引出的高壓同軸電纜(10)， 該高壓同軸電纜的芯線與氙燈的正極00)連接，該高壓同軸電纜的外導(dǎo)體將氙燈的負(fù)極 (30)與所述屏蔽機(jī)箱連接。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置，其特征在于所述收容在屏蔽機(jī)箱內(nèi)的電氣元件包括電容器(1)、阻尼元件O)、高壓母排(3)、氣體開(kāi)關(guān)(5)、磁開(kāi)關(guān) (6)、分流導(dǎo)體圓盤(7)、調(diào)波電感(8)、電流傳感器(9)、及扁鋼(12)，其中電容器的高壓極依次通過(guò)阻尼元件、高壓母排、氣體開(kāi)關(guān)、磁開(kāi)關(guān)、分流導(dǎo)體圓盤、調(diào)波電感、電流傳感器、高壓同軸電纜的芯線與氙燈的正極連接；電容器的接地極依次通過(guò)扁鋼、屏蔽機(jī)箱、高壓同軸電纜的外導(dǎo)體與氙燈的負(fù)極連接。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置，其特征在于所述高壓母排為豎立在所述屏蔽機(jī)箱內(nèi)中間位置的導(dǎo)電板。
4.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置，其特征在于所述電容器和阻尼元件各設(shè)有若干個(gè)，該若干個(gè)電容器和阻尼元件設(shè)置在所述導(dǎo)電板的兩側(cè)，其中每一個(gè)電容器的高壓極連接到各自對(duì)應(yīng)的阻尼元件的一端，各阻尼元件的另一端與所述導(dǎo)電板連接。
5.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置，其特征在于該電源裝置還包括支撐所述高壓母排的絕緣塊，該絕緣塊固定在屏蔽機(jī)箱的底部。
6.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置，其特征在于所述導(dǎo)電板可采用鋼板或鋁板，寬度大于300mm，高度為1200 1800mm。
7.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置，其特征在于該電源裝置還包括支撐電容器的第一環(huán)氧支撐板(13)，以及支撐阻尼元件的支撐角鐵(14)和第二環(huán)氧支撐板(131)，該支撐角鐵設(shè)置在高壓母排上。
8.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置，其特征在于該電源裝置還包括支撐所述分流導(dǎo)體圓盤的支撐絕緣塊(15)，該支撐絕緣塊均勻分布于圓盤底部邊緣以將分流導(dǎo)體圓盤與機(jī)箱固定；所述高壓母排、氣體開(kāi)關(guān)、磁開(kāi)關(guān)、分流導(dǎo)體圓盤之間均為剛性連接，該支撐絕緣塊(1 將所述連接為一體的高壓母排、氣體開(kāi)關(guān)、磁開(kāi)關(guān)、分流導(dǎo)體圓盤與機(jī)箱固定。
9.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置，其特征在于該電源裝置還包括若干絕緣支撐件(16)，該若干絕緣支撐件支撐所述分流導(dǎo)體圓盤、調(diào)波電感、及電流傳感器。
10.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置，其特征在于所述屏蔽機(jī)箱的厚度為3-6mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置，包括屏蔽機(jī)箱、收容在該屏蔽機(jī)箱內(nèi)的電氣元件，其特征在于該電源裝置還包括從所述屏蔽機(jī)箱內(nèi)引出的高壓同軸電纜，該高壓同軸電纜的芯線與氙燈的正極連接，該高壓同軸電纜的外導(dǎo)體將氙燈的負(fù)極與所述屏蔽機(jī)箱連接。本實(shí)用新型所述的驅(qū)動(dòng)多路大功率氙燈的電源裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載大電流能力高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05B41/14GK202135385SQ201120209408
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者夏令志, 楊蘭均, 王永生 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)