本發(fā)明屬于脈沖功率技術(shù)、高電壓技術(shù)、強(qiáng)激光技術(shù)和電力電子技術(shù)的交叉復(fù)合領(lǐng)域，更具體地，涉及一種帶均流互感器的長(zhǎng)脈寬大電流脈沖電源裝置。

背景技術(shù)：

用于大型高功率激光器的強(qiáng)激光技術(shù)需要使用大尺寸高壓氙燈，其長(zhǎng)度往往在1000mm以上，內(nèi)部氣壓也很高。這時(shí)，氙燈激勵(lì)需要一個(gè)能提供強(qiáng)大功率的脈沖泵浦電源。例如，在激光慣性約束聚變的前級(jí)泵浦能源中，單臺(tái)電源系統(tǒng)需要為數(shù)十支串并聯(lián)的大尺寸氙燈提供兆焦級(jí)的脈沖激勵(lì)能量，電源中單個(gè)開關(guān)的能量傳遞能力要達(dá)到數(shù)吉瓦(10⁹w)峰值功率、數(shù)百千安(10⁵a)峰值電流、數(shù)百微秒(10^-6s)脈沖寬度的水平。

開關(guān)器件是脈沖功率電源中的重要器件，因?yàn)殚_關(guān)器件的性能會(huì)直接影響到輸出脈沖波的上升時(shí)間、幅值等參數(shù)。高能脈沖開關(guān)要求響應(yīng)快、損耗小、承受電壓高、傳導(dǎo)電流大、穩(wěn)定性高、電感低、工作電壓調(diào)節(jié)方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、壽命長(zhǎng)、造價(jià)經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。

目前主流的脈沖功率開關(guān)器件是氣體間隙類開關(guān)(包括低氣壓的真空開關(guān))和固體半導(dǎo)體開關(guān)兩大類。氣體間隙類開關(guān)單體耐高壓能力、通流能力、抗負(fù)載故障能力都很強(qiáng)，造價(jià)也很低廉，但缺點(diǎn)是觸發(fā)電路復(fù)雜、壽命有限、維護(hù)工作量較大、長(zhǎng)期使用的經(jīng)濟(jì)性較差。固體半導(dǎo)體開關(guān)的優(yōu)缺點(diǎn)正好與之相反。特別是由于目前半導(dǎo)體器件單體的工作電壓、工作電流都很有限，因此不得不將多個(gè)單體開關(guān)串聯(lián)或并聯(lián)起來以實(shí)現(xiàn)耐高壓和大通流能力。大功率半導(dǎo)體可控硅晶閘管就是這類開關(guān)的典型代表。

目前已知6英寸半導(dǎo)體可控硅晶閘管單體閥片，耐壓6.5kv，通流峰值能力330ka，5英寸半導(dǎo)體可控硅晶閘管單體閥片，耐壓6.5kv，通流峰值能力280ka，4英寸半導(dǎo)體可控硅晶閘管單體閥片，耐壓6.0kv，通流峰值能力200ka。隨著半導(dǎo)體晶元的直徑減小，單體閥片價(jià)格也會(huì)指數(shù)下降，工藝可靠性則會(huì)指數(shù)上升。

假設(shè)某型氙燈激勵(lì)型高能激光器的脈沖電源需要實(shí)現(xiàn)500ka通流峰值能力，儲(chǔ)能電容的工作電壓(即開關(guān)兩端工作電壓)30kv，則理論上至少需要8～10只5英寸或6英寸半導(dǎo)體可控硅晶閘管單體閥片串聯(lián)實(shí)現(xiàn)開關(guān)耐壓，兩組如此串聯(lián)起來的晶閘管組件再并聯(lián)起來實(shí)現(xiàn)開關(guān)通流。

雖然串聯(lián)半導(dǎo)體開關(guān)可以耐高壓，并聯(lián)半導(dǎo)體開關(guān)可以提高通流能力，但由于多個(gè)半導(dǎo)體器件開通時(shí)間的略微差異會(huì)導(dǎo)致電壓和電流瞬態(tài)分配不均，因此，串聯(lián)晶閘管組件必須配合均壓電路(或措施)，并聯(lián)晶閘管組件之間必須采用均流電路(或措施)。

在目前已知的各種并聯(lián)晶閘管均流措施中，除了采用門極強(qiáng)觸發(fā)、選擇開通時(shí)間參數(shù)基本一致的晶閘管來構(gòu)成并聯(lián)組件這類器件性能相關(guān)的措施外，利用外部電路強(qiáng)迫均流也是可選的措施。

脈沖電源的瞬態(tài)均流適宜采用均流互感器。均流互感器的兩個(gè)繞組分別接在相鄰的兩個(gè)并聯(lián)支路中，相互耦合。由于兩支路電流的一路由同名端進(jìn)入，另一路由異名端進(jìn)入，故極性相反。如兩支路的電流不等，就會(huì)感應(yīng)出一個(gè)電勢(shì)，使原來支路電流小的增大，而原來電流大的減小，以達(dá)到均流的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種帶均流互感器的長(zhǎng)脈寬大電流脈沖電源裝置，旨在解決當(dāng)脈沖電源輸出電流大于晶閘管開關(guān)耐受電流值而必須并聯(lián)使用兩組晶閘管開關(guān)時(shí)，安全可靠實(shí)現(xiàn)均流從而使得脈沖電源輸出更大電流的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供了一種帶均流互感器的長(zhǎng)脈寬大電流脈沖電源裝置，包括：充電單元、控制監(jiān)測(cè)單元、n個(gè)相互并聯(lián)連接的儲(chǔ)能單元，第一組晶閘管開關(guān)k1、第二組晶閘管開關(guān)k2、均流互感器、匯流母排、m路并聯(lián)連接的調(diào)波電感；所述均流互感器包括第一繞組、第二繞組，第一繞組的一端和第二繞組的一端都與匯流母排連接，第一繞組的另一端通過第一組晶閘管開關(guān)連接至儲(chǔ)能單元的高壓端，第二繞組的另一端通過第二組晶閘管開關(guān)連接至儲(chǔ)能單元的高壓端，儲(chǔ)能單元的低壓端接地；充電單元用于根據(jù)充電控制信號(hào)對(duì)儲(chǔ)能單元進(jìn)行充電；控制監(jiān)測(cè)單元用于為所述充電單元提供所述充電控制信號(hào)，并為所述第一組晶閘管開關(guān)k1和所述第二組晶閘管開關(guān)k2提供同步觸發(fā)信號(hào)；匯流母排的輸出端并聯(lián)連接m路調(diào)波電感，每路調(diào)波電感另一端作為長(zhǎng)脈寬大電流脈沖電源裝置的電流輸出端用于為氙燈提供長(zhǎng)脈寬大電流；m、n均為正整數(shù)。

均流互感器有兩個(gè)相互耦合的空心線圈繞組，每個(gè)繞組2個(gè)端子，共有4個(gè)端子，按照電流流入和流出方向分別定義為第一繞組的電流流入端、第一繞組的電流流出端、第二繞組的電流流入端、第二繞組的電流流出端。根據(jù)電磁耦合原理的規(guī)定，第一、第二繞組的電流流入端互為同名端，第一、第二繞組的電流流出端也互為同名端；第一繞組的電流流入端與第二繞組的電流流出端互為異名端，第一繞組的電流流出端與第二繞組的電流流入端也互為異名端。

就物理連接關(guān)系看，均流互感器第一繞組的一端和第二繞組的一端都與匯流母排連接，第一繞組的另一端通過第一組晶閘管開關(guān)連接至儲(chǔ)能單元的高壓端，第二繞組的另一端通過第二組晶閘管開關(guān)連接至儲(chǔ)能單元的高壓端。

就電磁耦合關(guān)系看，均流互感器的第一繞組和第二繞組，必須滿足兩者勵(lì)磁電感值相等，電磁耦合關(guān)系為異名端相連到匯流母排上，使得第一繞組的電流流入-流出方向和第二繞組中的電流流入-流出方向正好相反，通過電流時(shí)形成的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向也相反。

這樣做的好處是，當(dāng)兩支路的晶閘管開關(guān)由于導(dǎo)通時(shí)延差異，開關(guān)導(dǎo)通存在先后時(shí)，通流初始階段兩個(gè)開關(guān)上的電流不相等，電流較小支路的互感器繞組上就會(huì)感應(yīng)出一個(gè)電勢(shì)，迫使電流較小支路的電流增大，而電流較大支路的互感器繞組上就會(huì)感應(yīng)出一個(gè)方向相反的電勢(shì)，迫使電流較大支路的電流減小，直至兩條支路上的電流趨于相等，當(dāng)兩條晶閘管開關(guān)所在支路電流基本相等時(shí)，均流互感器兩個(gè)繞組上的感應(yīng)電勢(shì)大小相等，方向相反，正好相互抵消，從而以達(dá)到平衡兩條支路電流的目的，同時(shí)先導(dǎo)通的晶閘管由于電流被抑制，其通態(tài)電流上升率(di/dt)也被迫減小，從而避免了瞬態(tài)過流和di/dt過大，有利于晶閘管額定參數(shù)內(nèi)的安全運(yùn)行。

極端情況下，即便兩支路的晶閘管開關(guān)只有一路導(dǎo)通，另一路導(dǎo)通失敗，放電電流完全由一只晶閘管開關(guān)承擔(dān)，此時(shí)均流互感器只有一邊的線圈繞組通過電流，此時(shí)相當(dāng)于在回路中引入了較大的繞組勵(lì)磁電感，根據(jù)電路原理可知，脈沖電源輸出波形的脈寬會(huì)顯著變長(zhǎng)，波形嚴(yán)重畸變，但流過導(dǎo)通晶閘管開關(guān)的電流幅值和di/dt仍然被抑制。

更進(jìn)一步地，儲(chǔ)能單元包括：依次串聯(lián)連接的電容和保護(hù)阻抗器，所述電容用于儲(chǔ)存能量，所述保護(hù)阻抗器用于在電容擊穿后釋放能量。

更進(jìn)一步地，保護(hù)阻抗器包括：依次串聯(lián)連接的電感和電阻；所述電感的非串聯(lián)連接端與所述電容連接，所述電阻的非串聯(lián)連接端與所述第一組晶閘管開關(guān)k1連接。

更進(jìn)一步地，還包括：與所述第一組晶閘管開關(guān)k1并聯(lián)連接的第一避雷器t1和與所述第二組晶閘管開關(guān)k2并聯(lián)連接的第二避雷器t2。

更進(jìn)一步地，調(diào)波電感的輸出端通過電纜與氙燈連接。

更進(jìn)一步地，m個(gè)調(diào)波電感成環(huán)形等間距布置。這是因?yàn)?，根?jù)電磁耦合原理，調(diào)波電感之間存在耦合作用，環(huán)形等間距布置的調(diào)波電感能夠平衡調(diào)波電感之間相互的耦合作用，使流過調(diào)波電感支路的電流更加均衡。

更進(jìn)一步地，第一組晶閘管開關(guān)k1與所述第二組晶閘管開關(guān)k2沿著所述均流互感器的中心軸對(duì)稱布置；n/2個(gè)儲(chǔ)能單元布置在所述第一組晶閘管開關(guān)k1側(cè)，另n/2個(gè)儲(chǔ)能單元布置在所述第二組晶閘管開關(guān)k2側(cè)，使得儲(chǔ)能單元沿所述均流互感器的中心軸對(duì)稱。儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)能電容器、保護(hù)阻抗器對(duì)稱排列，能夠有效利用脈沖電源的空間體積，且中心軸對(duì)稱的儲(chǔ)能單元輸出電流放電方向相對(duì)，大小基本相等，有助于平衡大電流通過器件時(shí)造成的電動(dòng)力沖擊，提高設(shè)備使用的安全性和經(jīng)濟(jì)性

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

(1)利用低成本的空心線圈繞組均流互感器，達(dá)到并聯(lián)晶閘管組件瞬態(tài)均流的目的，由此提供了一種在超過可控硅晶閘管開關(guān)通流能力的脈沖電源中，克服瞬態(tài)過流或di/dt過載導(dǎo)致器件損壞，通過并聯(lián)方式安全使用可控硅晶閘管開關(guān)的技術(shù)方案。

(2)利用非線性電阻特性的氧化鋅避雷器，能夠避免使用均流互感器后晶閘管過壓擊穿的潛在風(fēng)險(xiǎn)。該風(fēng)險(xiǎn)具體是指，當(dāng)兩組并聯(lián)晶閘管開關(guān)有一組晶閘管組件因故導(dǎo)通時(shí)延過大甚至完全不能導(dǎo)通時(shí)，在連接該組晶閘管組件的繞組上會(huì)感應(yīng)出過電壓，過電壓若超過該組晶閘管的反向耐受電壓值就會(huì)導(dǎo)致該組晶閘管過壓擊穿。

(3)該裝置布局合理、緊湊，主要柜體內(nèi)儲(chǔ)能電容器、保護(hù)阻抗器對(duì)稱排列，能夠平衡大電流通過造成的電動(dòng)力沖擊，提高設(shè)備使用的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中帶均流互感器的長(zhǎng)脈寬大電流脈沖電源裝置整體電路示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中均流互感器兩個(gè)繞組與晶閘管開關(guān)和匯流母排之間的一種連接實(shí)現(xiàn)方式示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中脈沖電源裝置的布局圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提出一種帶均流互感器的長(zhǎng)脈寬大電流脈沖電源電路，可以采用大功率可控硅晶閘管開關(guān)、用于氙燈激勵(lì)型高能激光器的長(zhǎng)脈寬大電流脈沖電源裝置；用以實(shí)現(xiàn)在數(shù)百千安峰值大電流、數(shù)百微秒長(zhǎng)脈寬的脈沖電源中安全可靠地使用半導(dǎo)體可控硅晶閘管開關(guān)。

針對(duì)大電流長(zhǎng)脈寬脈沖電源中使用半導(dǎo)體可控硅晶閘管開關(guān)的需求，本發(fā)明提供了一種帶均流互感器的長(zhǎng)脈寬大電流脈沖電源裝置電路，其目的在于，將均流互感器合理應(yīng)用于脈沖電源電路中，避免兩組并聯(lián)晶閘管開關(guān)之間導(dǎo)通時(shí)延差異帶來的電流不平均和通態(tài)電流上升率(即di/dt)不平均問題，防止晶閘管開關(guān)因過流或di/dt過大而損壞。

本發(fā)明主要適用于輸出峰值電流超過當(dāng)前6英寸晶閘管330ka通流能力上限，而必須使用并聯(lián)晶閘管開關(guān)的脈沖電源。

本發(fā)明電路中的晶閘管開關(guān)由兩組并聯(lián)的晶閘管組件構(gòu)成，不包括兩組以上并聯(lián)的晶閘管開關(guān)結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種帶均流互感器的脈沖電源裝置，其采用兩組并聯(lián)的半導(dǎo)體可控硅晶閘管開關(guān)作為放電開關(guān)，均流互感器的兩個(gè)相互耦合的空心線圈繞組分別接在相鄰的兩個(gè)并聯(lián)晶閘管開關(guān)支路中，兩并聯(lián)支路電流的一路由均流互感器的同名端進(jìn)入，另一路由均流互感器的異名端進(jìn)入。每個(gè)晶閘管開關(guān)支路中，還各并聯(lián)有一只具有非線性電阻特性的金屬氧化物(例如典型的氧化鋅)避雷器。

本發(fā)明提供的一種帶均流互感器的脈沖電源裝置，該裝置還包括充電單元、控制監(jiān)測(cè)單元、n個(gè)相互并聯(lián)連接的儲(chǔ)能單元、匯流母排、m路并聯(lián)連接的調(diào)波電感。其中，每只儲(chǔ)能電容器連接1只保護(hù)阻抗器構(gòu)成的儲(chǔ)能單元并聯(lián)在一起構(gòu)成本裝置的儲(chǔ)能單元組。儲(chǔ)能單元組連接到前述并聯(lián)的兩組晶閘管開關(guān)上，再由均流互感器連接在一個(gè)匯流母排的輸入端上，匯流母排的輸出端并聯(lián)連接若干路的調(diào)波電感，每路調(diào)波電感通過電纜連接一路大功率氙燈。

在本發(fā)明實(shí)施例中，其包括充放電模塊機(jī)柜、充電控制機(jī)柜以及電流調(diào)制機(jī)柜，其中，儲(chǔ)能電容器、保護(hù)阻抗器、晶閘管開關(guān)、均流互感器和匯流母排都設(shè)置在充放電模塊機(jī)柜中，所述調(diào)波電感設(shè)置在所述電流調(diào)制機(jī)柜中，所述充放電模塊機(jī)柜一端連接所述電流調(diào)制機(jī)柜，且另一端連接所述充電控制機(jī)柜，所述充放電模塊機(jī)柜、充電控制機(jī)柜以及電流調(diào)制機(jī)柜采用等電位共地接地的接地方式。

在本發(fā)明實(shí)施例中，充電控制柜內(nèi)包括控制監(jiān)測(cè)單元和充電單元，所述控制監(jiān)測(cè)單元和充電單元呈現(xiàn)上、下排列，上部設(shè)置控制監(jiān)測(cè)單元，下部設(shè)置充電單元，所述控制監(jiān)測(cè)單元用于接收外部指令，對(duì)充電單元進(jìn)行控制，還用于接收外部指令，對(duì)充放電子模塊中的晶閘管開關(guān)組件給出同步觸發(fā)信號(hào)，還用于監(jiān)測(cè)、記錄脈沖泵浦電源的工作信息，所述充電單元用于給充放電子模塊中的儲(chǔ)能電容器充電。

在本發(fā)明實(shí)施例中，充放電模塊機(jī)柜中的儲(chǔ)能電容器、保護(hù)阻抗器沿所述均流互感器的中心軸對(duì)稱排列，所述匯流母排設(shè)置在所述充放電模塊機(jī)柜中部。

在本發(fā)明實(shí)施例中，電流調(diào)制機(jī)柜位于所述充放電模塊機(jī)柜的頂部上方，所述電流調(diào)制機(jī)柜內(nèi)設(shè)置有若干調(diào)波電感，若干調(diào)波電感呈現(xiàn)環(huán)形均布排列，每個(gè)調(diào)波電感通過電纜連接一路氙燈。

工作時(shí)，所述充電控制機(jī)柜輸入380v交流市電，充電控制機(jī)柜的充電單元輸出放電子模塊中儲(chǔ)能電容器所需的工作儲(chǔ)能直流電壓，并對(duì)充電電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

為了更進(jìn)一步的說明本發(fā)明實(shí)施例提供的帶均流互感器的長(zhǎng)脈寬大電流脈沖電源裝置，下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的脈沖電源裝置。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中帶均流互感器的長(zhǎng)脈寬大電流脈沖電源裝置整體電路示意圖。如圖1所示，假設(shè)電源裝置包括20臺(tái)儲(chǔ)能電容器，標(biāo)記為c1-1至c1-20，每個(gè)電容器連接有一個(gè)保護(hù)阻抗器，保護(hù)阻抗器的電阻分別標(biāo)記為r1-1至r1-20，電感分別標(biāo)記為l1-1至l1-20。由圖1電路可知，當(dāng)電容器在充電過程中發(fā)生內(nèi)部短路擊穿，其余并聯(lián)的正常電容器會(huì)對(duì)該臺(tái)電容器發(fā)生能量“灌注”，導(dǎo)致故障電容器短時(shí)間電流過大而爆裂。保護(hù)阻抗器由具有一定吸能特性的金屬材料制成，在電流過大時(shí)阻抗會(huì)顯著增大，相當(dāng)于吸收其余電容器的能量，防止故障電容器爆裂。

在圖1中，20臺(tái)儲(chǔ)能電容器和保護(hù)阻抗器構(gòu)成的20個(gè)儲(chǔ)能單元全部并聯(lián)在一起構(gòu)成儲(chǔ)能單元組。

在圖1中，兩組半導(dǎo)體可控硅晶閘管開關(guān)，在圖中記做k1和k2，通過均流互感器lm構(gòu)成并聯(lián)連接關(guān)系。

圖2給出了均流互感器通過兩個(gè)繞組與晶閘管開關(guān)和匯流母排之間構(gòu)成的一種連接實(shí)現(xiàn)方式示意圖。圖2顯示的一種具體做法是：

(1)兩組晶閘管開關(guān)k1和k2分別有2個(gè)接頭，一個(gè)接頭連接儲(chǔ)能單元，另一個(gè)接頭連接均流互感器lm的一個(gè)繞組。

(2)均流互感器lm包括2個(gè)耦合繞組，這兩個(gè)耦合繞組的勵(lì)磁電感相等，可以通過使用相同參數(shù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，例如使用相同材料、相同機(jī)械尺寸、相同繞組匝數(shù)等；每個(gè)繞組包括2個(gè)接頭，每個(gè)繞組都有一個(gè)接頭與晶閘管開關(guān)k1或k2相連，另一個(gè)接頭與匯流母排相連；連接到匯流母排的兩個(gè)繞組接頭也可以絞合在一起形成一個(gè)接頭后再連接到匯流母排上，也就是如圖1所示的樣式。

(3)均流互感器lm的2個(gè)耦合繞組要注意根據(jù)電流在繞組中的流動(dòng)方向，區(qū)分電流流入端和電流流出端，圖2中，第一繞組的接頭1是電流流入端，接頭3是電流流出端，第二繞組的接頭4是電流流入端，接頭2是電流流出端。則接頭1和接頭4互為同名端，接頭2和接頭3互為同名端；相應(yīng)的，接頭1和接頭2互為異名端，接頭3和接頭4互為異名端。圖1和圖2中，同名端接頭用星號(hào)“*”來標(biāo)示。

(4)圖2中，要滿足電磁耦合關(guān)系為異名端相連到匯流母排上，則接頭1與第一組晶閘管開關(guān)k1相連，接頭4與第二組晶閘管開關(guān)k2相連，互為異名端的接頭2和接頭3通過適當(dāng)?shù)牟季€方式共同連接到匯流母排上。如此，正好使得第一繞組的電流流入-流出方向(即從接頭1到接頭3)和第二繞組中的電流流入-流出(即從接頭4到接頭2)方向正好相反，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，兩個(gè)繞組通過電流時(shí)形成的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向也正好相反。

在圖1中，兩組晶閘管開關(guān)k1和k2分別并聯(lián)有一只避雷器，圖1中標(biāo)記為t1和t2。避雷器t1、t2的功能是防止晶閘管開關(guān)k1或k2上的反向過電壓擊穿晶閘管開關(guān)k1或k2。舉例來說，發(fā)生這種危險(xiǎn)的一種可能情形是，當(dāng)觸發(fā)導(dǎo)通信號(hào)到達(dá)k1和k2時(shí)，k1因故導(dǎo)通失敗，k2正常導(dǎo)通，由于均流互感器lm耦合繞組的存在，且是異名端相連接，k1上可能產(chǎn)生反向過電壓，過電壓幅值與放電瞬間脈沖電源中的總體等效電感值和總體等效電阻值相關(guān)，如果過電壓超過k1的反向電壓耐受值(通常半導(dǎo)體器件耐受的反向電壓值小于其正常工作時(shí)的正向耐受電壓值)，k1就可能損壞。避雷器t1在到達(dá)反向過電壓危險(xiǎn)值時(shí)就會(huì)動(dòng)作，其電阻從絕緣的高阻態(tài)顯著降低，變成低阻態(tài)，避雷器類似一個(gè)導(dǎo)通的開關(guān)，提供反向過電壓釋放的一個(gè)低電阻通道，從而抑制施加在k1上的過電壓幅值，防止k1損壞。避雷器t2也是同樣工作原理。

因此，本發(fā)明所述的均流互感器和避雷器兩種器件的技術(shù)效果，可歸結(jié)為：

(1)均流互感器用以抑制k1和k2開關(guān)所在支路因k1和k2先后導(dǎo)通導(dǎo)致的電流不平衡，防止先導(dǎo)通晶閘管開關(guān)上的通態(tài)電流上升率di/dt過大損壞先導(dǎo)通的晶閘管開關(guān)；

(2)避雷器用以防止后導(dǎo)通(或?qū)ㄊ?晶閘管開關(guān)上產(chǎn)生的反向過電壓導(dǎo)致該晶閘管開關(guān)反向過壓擊穿。

圖1中從匯流母排輸出20路氙燈支路，每個(gè)支路上包括一個(gè)調(diào)波電感(調(diào)波電感分別以l2-1至l2-20表示)、一段電纜(電纜以tl1-1至tl1-20表示)以及兩只氙燈(氙燈分別以lt1-1、lt1-2至lt20-1、lt20-2表示，其中，lt1-1和lt1-2表示同一組氙燈，其對(duì)應(yīng)連接tl1-1電纜和l2-1調(diào)波電感，同理，lt20-1、lt20-2也為同一組氙燈，其對(duì)應(yīng)連接tl1-20電纜和l2-20調(diào)波電感，其他依次類推)。這些為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)設(shè)計(jì)，亦可以是其他數(shù)目的支路和氙燈數(shù)目，在此不做贅述。

假設(shè)圖1中，充放電電壓30kv，所有20路氙燈支路總的電流峰值之和(即通過匯流母排電流)要達(dá)到500ka，那么，目前已知的半導(dǎo)體可控硅晶閘管沒有一種可以直接通過500ka的電流，只能用兩組通流能力330ka的6英寸半導(dǎo)體可控硅晶閘管，每組8-10個(gè)單體閥片串聯(lián)，分別構(gòu)成k1和k2。均流互感器的單邊勵(lì)磁電感則需要根據(jù)裝置電路的等效總電感來估算，假設(shè)裝置中的集中參數(shù)元器件的等效總電感是7.0μh，均流互感器的等效勵(lì)磁電感不能超過7.0μh，不妨設(shè)置為5.0μh，耦合系數(shù)根據(jù)互耦線圈繞組實(shí)現(xiàn)的具體工藝，可以是0.5～0.9之間的任意值。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中氙燈激勵(lì)高能激光器的脈沖泵浦電源裝置的布局圖，圖3中，從粗實(shí)線可以看出，該裝置包括充電控制機(jī)柜、充放電模塊機(jī)柜、電流調(diào)制機(jī)柜三個(gè)主要功能機(jī)柜。充電控制機(jī)柜包括控制監(jiān)測(cè)單元和充電單元兩個(gè)功能單元，呈現(xiàn)上、下排列，上部為控制監(jiān)測(cè)單元，下部為充電單元。放電模塊機(jī)柜中，儲(chǔ)能單元組的電容器和保護(hù)阻抗器以及半導(dǎo)體可控硅晶閘管開關(guān)，都是沿所述均流互感器的中心軸對(duì)稱分布。第一組晶閘管開關(guān)k1和第二組晶閘管開關(guān)k2在放電模塊機(jī)柜中部的母排上形成匯流。電流調(diào)制機(jī)柜位于放電模塊機(jī)柜的頂部上方，其內(nèi)有與母排連接的若干調(diào)波電感，每個(gè)調(diào)波電感通過電纜連接一路氙燈。

本發(fā)明裝置在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以有各種變形，例如兩臺(tái)儲(chǔ)能電容器共用一個(gè)保護(hù)阻抗器(只要保護(hù)阻抗器設(shè)計(jì)合理，滿足功能要求)，或者電流調(diào)制機(jī)柜從放電模塊機(jī)柜側(cè)面連接，以降低總體高度，這些都可視作本發(fā)明的等效技術(shù)修改。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。