适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块以及放电控制设备

本发明涉及磁惯性约束聚变等离子体枪脉冲功率，特别是涉及一种适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块以及放电控制设备。

背景技术：

1、磁惯性约束聚变是一种重要的聚变技术路径，该技术路径通过等离子体枪射流汇聚来压缩等离子体靶，最终达到聚变所需的条件。等离子体枪射流的等离子体团需要紧凑致密，因而等离子体的在产生时就要尽可能的减少扩散，这就需要中性气体在注入等离子体枪时的速度快、时间短。中性气体的注入一般通过超快注气阀来实现，超快气阀需要脉冲电容器瞬间放电产生推力实现，而控制脉冲电容器瞬间放电且能够承受高电压、大电流的晶闸管是超快注气阀准确快速开启的重要设备。现有的晶闸管很难满足现阶段脉冲电容器放电的高压电以及大电流的需求。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块以及放电控制设备，用于解决现有技术中很难满足现阶段脉冲电容器放电的高压电以及大电流的需求的技术问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块，包括：底板电极、连接电极、二极管模组、ak极、晶闸管模组、门极组件、辅助阴极、固定组件、门极以及阴极；所述底板电极作为底座，从下至上依次叠加所述连接电极、二极管模组、ak极、安装有门极组件的晶闸管模组、辅助阴极以及固定组件，并完成晶闸管模块的封装；在封装完成后，所述ak极弯折于封装结构顶端；所述二极管模组和晶闸管模组通过底板电极以及ak极反并联连接；所述门极组件与门极电连接，所述ak极所述阴极电连接；在触发信号通过所述门极以及阴极接入封装后的晶闸管模块时，导通晶闸管模组中的晶闸管芯片。

3、于本发明的一实施例中，所述二极管模组包括：二极管芯片以及二极管压块；其中，所述二极管压块叠加于二极管芯片上方；所述二极管芯片通过连接电极与底板电极连接。

4、于本发明的一实施例中，所述晶闸管模组包括：晶闸管芯片以及晶闸管压块；其中，所述晶闸管压块叠加于晶闸管芯片上方，所述晶闸管压块以及晶闸管芯片中心开孔，以供安装门极组件；所述晶闸管芯片与所述ak电极连接。

5、于本发明的一实施例中，所述固定组件包括：压板、垫板以及碟垫；所述垫板、碟垫以及压板从下至上依次叠加于辅助阴极上，且在叠加完成后，通过连接部件将所述压板与底板电极连接。

6、于本发明的一实施例中，所述晶闸管模块还包括上下开口的外壳；所述外壳通过连接部件固定于所述底板电极上，以供在所述底板电极上叠加的各部件置于外壳内部的容纳空间。

7、于本发明的一实施例中，所述晶闸管模块还包括：盖板，用于盖封于所述外壳上开口处。

8、于本发明的一实施例中，所述盖板设有供螺钉安装的多个凹槽。

9、于本发明的一实施例中，所述晶闸管模块封装的方式包括：在所述底板电极上从下至上依次叠加所述连接电极、二极管模组、ak极、安装有门极组件的晶闸管模组、辅助阴极以及固定组件；叠加完成后，通过所述连接部件将所述压板和底板电极连接在一起；将所述门极组件通过电线与门极电连接，将所述ak极通过电线与所述阴极电连接；将所述外壳通过螺钉固定在底座电极上，在所述外壳固定好后，将盖板盖封于所述外壳上开口处；将螺母安装在盖板的凹槽处，并将ak极折弯盖在螺母上，以完成封装。

10、于本发明的一实施例中，通过四颗内六角圆柱头螺钉将压板和底板电极连接在一起。

11、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种适用于等离子体枪脉冲电容器的放电控制设备，应用所述的适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块。

12、如上所述，本发明是一种适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块以及放电控制设备，具有以下有益效果：本发明将所述底板电极作为底座，从下至上依次叠加所述连接电极、二极管模组、ak极、安装有门极组件的晶闸管模组、辅助阴极以及固定组件，并完成晶闸管模块的封装，使二极管芯片和晶闸管芯片通过底板电极以及ak极反并联连接；在触发信号通过所述门极以及阴极接入封装后的晶闸管模块时，导通晶闸管模组中的晶闸管芯片。本发明可以适用于磁惯性约束聚变等离子体枪的脉冲功率电容器开关控制，在设计时提高了耐压等级，增加了瞬间电流的承受能力，在保障性能的同时缩小了体积，提高了稳定性，且晶闸管打开时间抖动小于100ns，可以适配等离子枪脉冲电容器放电对开关的需求。

技术特征：

1.一种适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块，其特征在于，包括：底板电极、连接电极、二极管模组、ak极、晶闸管模组、门极组件、辅助阴极、固定组件、门极以及阴极；

2.根据权利要求1中所述的适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块，其特征在于，所述二极管模组包括：二极管芯片以及二极管压块；其中，所述二极管压块叠加于二极管芯片上方；所述二极管芯片通过连接电极与底板电极连接。

3.根据权利要求2中所述的适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块，其特征在于，所述晶闸管模组包括：晶闸管芯片以及晶闸管压块；其中，所述晶闸管压块叠加于晶闸管芯片上方，所述晶闸管压块以及晶闸管芯片中心开孔，以供安装门极组件；所述晶闸管芯片与所述ak电极连接。

4.根据权利要求3中所述的适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块，其特征在于，所述固定组件包括：压板、垫板以及碟垫；所述垫板、碟垫以及压板从下至上依次叠加于辅助阴极上，且在叠加完成后，通过连接部件将所述压板与底板电极连接。

5.根据权利要求4中所述的适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块，其特征在于，所述晶闸管模块还包括上下开口的外壳；所述外壳通过连接部件固定于所述底板电极上，以供在所述底板电极上叠加的各部件置于外壳内部的容纳空间。

6.根据权利要求5中所述的适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块，其特征在于，所述晶闸管模块还包括：盖板，用于盖封于所述外壳上开口处。

7.根据权利要求6中所述的适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块，其特征在于，所述盖板设有供螺钉安装的多个凹槽。

8.根据权利要求7所述的适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块，其特征在于，所述晶闸管模块封装的方式包括：

9.根据权利要求8中所述的适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块，其特征在于，通过四颗内六角圆柱头螺钉将压板和底板电极连接在一起。

10.一种适用于等离子体枪脉冲电容器的放电控制设备，其特征在于，应用如权利要求1至9中任一项所述的适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块。

技术总结本发明提供一种适用于等离子体枪脉冲电容器的晶闸管模块以及放电控制设备，将所述底板电极作为底座，从下至上依次叠加所述连接电极、二极管模组、AK极、安装有门极组件的晶闸管模组、辅助阴极以及固定组件，并完成晶闸管模块的封装，使二极管芯片和晶闸管芯片通过底板电极以及AK极反并联连接；在触发信号通过所述门极以及阴极接入封装后的晶闸管模块时，导通晶闸管模组中的晶闸管芯片。本发明可以适用于磁惯性约束聚变等离子体枪的脉冲功率电容器开关控制，在设计时提高了耐压等级，增加了瞬间电流的承受能力，在保障性能的同时缩小了体积，提高了稳定性，且晶闸管打开时间抖动小于100ns，可以适配等离子枪脉冲电容器放电对开关的需求。技术研发人员：赵永正,袁东方,朱玉德,张德雨,刘延斌,景原通受保护的技术使用者：上海科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25