专利名称：一种硅整流堆反向特性测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种硅整流堆性能测试装置，具体来说，涉及一种硅整流堆反向
特性测试装置。
背景技术：
硅堆是加速器的关键部件之一。它由整流芯子和带保护球隙的金属屏蔽盒组成， 每个硅堆的平均输出电压为50KV。整流芯子由数百只硅二极管串联而成，其电路设计采取 了均压和限流措施。例如，地那米加速器利用多级串联整流系统把高频交流功率变换为高 压直流功率。具体为高频变压器把高频电压加到两块直立的射频电极之间，通过射频电极 与整流柱的半环形电晕环之间的分布电容把高频电压耦合到电晕环上，硅堆就接在相对的 电晕环之间，从高压电极到地形成一个串联的整流电路。每个硅堆把相对的电晕环间耦合 得到的高频电压整流成直流高压，这些直流高压串联迭加，就得到地那米加速器的直流高 压。因为每个硅堆的平均输出电压为E。二50KV，而它的极性与二级管极性相反，因而，每个 硅堆承受的反向电压平均为^ = 2E。；但实际上由于硅堆在整流柱中所处电位不同。各个 硅堆实际承受的反向电压是不相等的。处于最高电位的硅堆，所承受的反向电压最高，约是 平均值的1.4倍。因此，为了保证硅堆在加速器中正常运用，需要对其反向特性在正式使用 前进行测试。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种硅整流堆反向特性测试装置，以测试
硅整流堆的反向耐压性能是否能够满足应用要求。 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是 —种硅整流堆反向特性测试装置，其特征在于，包括工频试验变压器、高压引线 球、绝缘柱、铜柱、密封容器、硅堆阳极端、硅堆阴极定位板、电阻电容组件、导体绝缘密封 套、导体棒、毫安表、绝缘套、定位板弹簧机构、导气系统、气体压力表、机架、抽真空装置、四 通管、导线和螺栓； 所述的工频试验变压器、密封容器、毫安表、导气系统、气体压力表、抽真空装置位 于所述的机架上； 所述的绝缘柱、铜柱、硅堆阳极端、硅堆阴极定位板、电阻电容组件、导体绝缘密封 套、导体棒、绝缘套和定位板弹簧机构位于所述的密封容器中；所述的绝缘柱呈柱状体，中 间空心，其密封固定连接在所述的密封容器顶端；所述的铜柱固定于绝缘柱中空部位，其两 端伸出绝缘柱。所述的铜柱底端与所述的硅堆阳极端固定连接；所述的硅堆阴极定位板上 有凸台，其通过所述的绝缘套与固定在所述的密封容器底端的定位板弹簧机构连接；所述 的导体绝缘密封套固定连接在密封容器底端；所述的导体棒套装在导体绝缘密封套中，并 且其两端伸出导体绝缘密封套；所述的硅堆阴极定位板和导体棒连接有电阻电容组件，该 电阻和电容通过导线并联；[0008] 所述的高压引线球是个金属球，两端有沉孔，其顶端沉孔连接到所述的工频试验
变压器正极，底端沉孔连接到铜柱顶端； 所述的毫安表与所述的导体棒下端连接； 所述的密封容器的底部连接一个四通管道，分别连接所述的导气系统、所述的气 体压力表和所述的抽真空装置；其中，该导气系统中的气体为绝缘气体。 采用上述技术方案，通过工频试验变压器、高压引线球、绝缘柱、铜柱、密封容器、 硅堆阳极端、硅堆阴极定位板、电阻电容组件、导体绝缘密封套、导体棒、毫安表、绝缘套、定 位板弹簧机构、导气系统、气体压力表、机架、抽真空装置、四通管、导线和螺栓的组装，可以 检测出硅堆的反向耐压性能，进而判断出这种硅堆是否可以应用到加速器中。
图1是本实用新型的一种硅整流堆反向特性测试装置的纵向剖视图。 图2是本实用新型的一种硅整流堆反向特性测试装置的工作原理图。
图中，1、工频试验变压器；2、高压引线球；3匀场垫圈；4、绝缘柱；5、铜柱；6、密封
容器；7、硅堆阳极端；8、硅堆；9、硅堆阴极定位板；10、电阻电容组件；11、导体绝缘密封套；
12、导体棒；13、毫安表；14、观察窗；15、绝缘套；16、定位板弹簧机构；17、导气系统；18、气
体压力表；19、机架；20、抽真空装置。
具体实施方式如图1所示，本实用新型的一种硅整流堆反向特性测试装置，包括工频试验变压 器1、高压引线球2、绝缘柱4、铜柱5、密封容器6、硅堆阳极端7、硅堆阴极定位板9、电阻电 容组件10、导体绝缘密封套11、导体棒12、毫安表13、绝缘套15、定位板弹簧机构16、导气 系统17、气体压力表18、机架19、抽真空装置20、四通管、导线和螺栓。 工频试验变压器1、密封容器6、毫安表13、导气系统17、气体压力表18、抽真空装 置20位于机架19上。 绝缘柱4、铜柱5、硅堆阳极端7、硅堆阴极定位板9、电阻电容组件10、导体绝缘密 封套11、导体棒12、绝缘套15、定位板弹簧机构16位于密封容器6中。其中，绝缘柱4呈柱 状体，中间空心。绝缘柱4密封固定连接在密封容器6顶端，并且一端在密封容器6夕卜，另 一端在密封容器6内。铜柱5固定于绝缘柱4中空部位，其两端伸出绝缘柱4。铜柱5底 端与硅堆阳极端7通过螺栓固定连接。硅堆阴极定位板9上有凸台，其通过绝缘套15与固 定在密封容器6底端的定位板弹簧机构16固定连接。导体绝缘密封套11密封固定连接在 密封容器6底端，并且一端在密封容器6夕卜，另一端在密封容器6内。导体棒12密封套装 在导体绝缘密封套11中，并且其两端伸出导体绝缘密封套11。硅堆阴极定位板9和导体 棒12之间有电阻电容组件IO，其中电阻和电容通过导线并联，两端连接在硅堆阴极定位板 9和导体棒12上。 高压引线球2是个金属球，位于密封容器6外部。高压引线球2顶端和底端开有 沉孔，其顶端沉孔连接到工频试验变压器1正极，底端沉孔连接到铜柱5顶端。工频试验变 压器1负极接地。 机架19上的毫安表13与导体棒12下端连接。毫安表13另一端接地。密封容器6的底部有一孔，连接一个四通管，分别连接导气系统17、气体压力表18和抽真空装置20。 试验中，工频试验变压器采用50kV/500VA为佳，高压引线头的极限电压是50kV。 为增加爬电距离和均匀电场的作用，绝缘柱4轴向截面外形呈波浪形。 为了均匀电场，可以在高压引线球2和绝缘柱4之间，以及绝缘柱4和硅堆阳极端 7之间各添加一个匀场垫圈3。 为了观测硅堆在通电后的状态，可以在密封容器6的壁面上设置观察窗14。 导气系统17中的气体为绝缘气体，以六氟化硫气体为佳。 使用该装置时，先将硅堆8放在硅堆阴极定位板9上，并使硅堆8底端的凹口与硅 堆阴极定位板9上的凸台对应；然后安装密封容器6顶盖，使硅堆阳极端7压在硅堆8上， 该过程可以通过定位板弹簧机构16来调节；接着打开抽真空装置20，使气体压力表18达 到试验数值后，关闭阀门；打开导气系统17，当气体压力表18达到试验数值后，关闭阀门； 打开工频试验变压器1开关，连通电源，观察毫安表13的变化和硅堆8的反应；试验结束， 关闭电源，拆除装置。 连通电路后，电流从工频试验变压器1流出，依次经过高压引线球2，铜柱5，硅堆 阳极端7，硅堆8，硅堆阴极定位板9，电阻电容组件10，导体棒12和毫安表13。 该测试装置的工作原理这是一个单相半波整流电路，交流高压通过被测的硅整 流器整流，以高电阻和电容的并联组件为负载，电容与电阻值的选取，应保证负载是电容性 的。逐渐升高输入的交流电压，观察负载毫安表13，电流应该逐渐同步上升。如果硅整流器 工作正常，在负载上将建立直流高压，并能测量到正常的稳定的负载电流。如果硅整流器不 正常，负载毫安表13上会观察到指针跳动或晃动，同时还可能在观察窗14里看到球隙打火 亮光。 本实用新型实施例中可以应用的零部件不限于上文中所提及的具体零部件，只要 能够实现此种功能的零部件皆可替代，例如硅是半导体材料，那么其他半导体材料的整流 堆反向特性测试装置也可以采用上文中的方案；连接铜柱起到导体作用，只要能够实现导 电功能的金属柱体皆可替代；螺栓起到固定连接两个零件的作用，只要能起到固定连接作 用的零件，都可以替代螺栓。
权利要求一种硅整流堆反向特性测试装置，其特征在于，包括工频试验变压器(1)、高压引线球(2)、绝缘柱(4)、铜柱(5)、密封容器(6)、硅堆阳极端(7)、硅堆阴极定位板(9)、电阻电容组件(10)、导体绝缘密封套(11)、导体棒(12)、毫安表(13)、绝缘套(15)、定位板弹簧机构(16)、导气系统(17)、气体压力表(18)、机架(19)、抽真空装置(20)、四通管、导线和螺栓；所述的工频试验变压器(1)、密封容器(6)、毫安表(13)、导气系统(17)、气体压力表(18)、抽真空装置(20)位于所述的机架(19)上；所述的绝缘柱(4)、铜柱(5)、硅堆阳极端(7)、硅堆阴极定位板(9)、电阻电容组件(10)、导体绝缘密封套(11)、导体棒(12)、绝缘套(15)和定位板弹簧机构(16)位于所述的密封容器(6)中；其中，所述的绝缘柱(4)呈柱状体，中间空心，其密封固定连接在密封容器(6)顶端；所述的铜柱(5)固定于绝缘柱(4)中空部位，其两端伸出绝缘柱(4)；所述的铜柱(5)底端与硅堆阳极端(7)固定连接；所述的硅堆阴极定位板(9)上有凸台，其通过所述的绝缘套(15)与固定在密封容器(6)底端的定位板弹簧机构(16)连接；所述的导体绝缘密封套(11)固定连接在密封容器(6)底端；所述的导体棒(12)套装在导体绝缘密封套(11)中，并且其两端伸出导体绝缘密封套(11)；所述的硅堆阴极定位板(9)和导体棒(12)间连接有电阻电容组件(10)，该电阻和电容通过导线并联；所述的高压引线球(2)是个金属球，两端有沉孔，其顶端沉孔连接到工频试验变压器(1)正极，底端沉孔连接到铜柱(5)顶端；所述的毫安表(13)与导体棒(12)下端连接；所述的密封容器(6)的底部连接一个四通管，分别连接导气系统(17)、气体压力表(18)和抽真空装置(20)；其中，该导气系统(17)中的气体为绝缘气体。
2. 按照权利要求1所述的硅整流堆反向特性测试装置，其特征在于，还包括匀场垫圈(3) ;该匀场垫圈(3)有两个，一个位于所述的高压引线球(2)和所述的绝缘柱(4)之间，另 一个位于所述的绝缘柱(4)和所述的硅堆阳极端(7)之间。
3. 按照权利要求1或2所述的硅整流堆反向特性测试装置，其特征在于，所述的绝缘柱(4) 轴向截面外形呈波浪形。
4. 按照权利要求3所述的硅整流堆反向特性测试装置，其特征在于，还包括观察窗 (14)，该观察窗(14)位于密封容器(6)的壁面上。
5. 按照权利要求4所述的硅整流堆反向特性测试装置，其特征在于，所述的绝缘气体 为六氟化硫。
6. 按照权利要求5所述的硅整流堆反向特性测试装置，其特征在于，所述的工频试验 变压器(1)的极限电压是50kV，极限功率是500VA;所述的高压引线头的极限电压是50kV。
专利摘要本实用新型涉及一种硅整流堆反向特性测试装置，包括工频试验变压器、高压引线球、绝缘柱、铜柱、密封容器、硅堆阳极端、硅堆阴极定位板、电阻电容组件、导体绝缘密封套、导体棒、毫安表、绝缘套、定位板弹簧机构、导气系统、气体压力表、机架、抽真空装置、四通管；其中，绝缘柱中有铜柱，连接在密封容器顶端；铜柱底端与硅堆阳极端连接；硅堆阴极定位板通过绝缘套与定位板弹簧机构连接；导体绝缘密封套中有导体棒，连接在密封容器底端；硅堆阴极定位板和导体棒之间连接有电阻电容组件；高压引线球顶端连接到工频试验变压器正极，底端连接到铜柱顶端；毫安表与导体棒下端连接；密封容器底端通过四通管连接导气系统、气体压力表和抽真空装置。
文档编号G01R31/12GK201503476SQ20092023561
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月16日 优先权日2009年10月16日
发明者斯厚智, 陆洁平 申请人:江苏达胜加速器制造有限公司