用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置的制作方法

本申请涉及高压电源，尤其涉及一种用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置。

背景技术：

1、核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，通过将其中的等离子体通过加热系统加热到很高的温度，在超高温的条件下，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。

2、为了使得加热系统的功率可以达到使用要求以便于对等离子体进行加热，加热系统需要配备可输出高压的电源脉冲发生装置，以通过电源脉冲发生装置为加热系统提供高压电源。

3、因此，如何将低压电源转化为高压电源以向加热系统进行高压供电，以满足加热系统的高压电源使用需求，是本申请所要解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置。

2、本申请提供了一种用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置，包括外壳、放电开关、低压电源以及至少两个电源脉冲单元；

3、所述外壳具有空腔，至少两个电源脉冲单元沿所述外壳的轴向依次设置在所述空腔内；

4、各所述电源脉冲单元的输入端与所述低压电源的输出端连接，所述电源脉冲单元的输出端与所述低压电源的输入端连接，所述放电开关连接在相邻的两个所述电源脉冲单元之间，且在所述放电开关处于断开状态时，所有所述电源脉冲单元并联连接，以形成向各所述电源脉冲单元充电的低压充电电路；且在所述放电开关处于闭合状态时，相邻的两个所述电源脉冲单元通过所述放电开关连通，以使得各所述电源脉冲单元依次串联形成可向待供电装置供电的高压放电电路。

5、在一些实施例中，所述外壳内设置有支撑柱，所述支撑柱沿所述外壳的轴向设置，所有所述电源脉冲单元设置在所述支撑柱上。

6、在一些实施例中，所述支撑柱包括至少两个沿所述外壳的轴向依次设置的支撑柱段，相邻的两个所述支撑柱段套设连接，每一个所述支撑柱段设置有一个所述电源脉冲单元。

7、在一些实施例中，所述支撑柱上套设有至少两个绝缘板，至少两个所述绝缘板沿所述外壳的轴向依次设置，且每一个所述绝缘板上设置有一个所述电源脉冲单元。

8、在一些实施例中，所述绝缘板上与所述支撑柱对应的位置设置有第一限位部，所述支撑柱上与所述第一限位部对应的位置设置有第二限位部，所述第一限位部与所述第二限位部配合以限制所述绝缘板相对于所述支撑柱转动。

9、在一些实施例中，所述绝缘板上还设置有支撑管，所述放电开关设置在所述支撑管上。

10、在一些实施例中，所述外壳为金属外壳；

11、和/或，所述金属外壳内设置有绝缘套管，至少两个所述电源脉冲单元位于所述绝缘套管内；

12、和/或，所述外壳为筒状外壳，且所述外壳的直径不大于170mm。

13、在一些实施例中，所述电源脉冲单元包括电容器组件以及两个电感线圈；

14、所述放电开关连接在相邻的两个所述电源脉冲单元的两个所述电容器组件之间；

15、两个所述电感线圈中的一者分别与所述电容器组件的输出端和所述低压电源的输入端连接；两个所述电感线圈中的另一者分别与所述低压电源的输出端和所述电容器组件的输入端连接。

16、在一些实施例中，相邻的两个所述电源脉冲单元的所述电容器组件沿所述外壳的周向交错布置。

17、在一些实施例中，所述电容器组件包括连接排和至少两个电容器，至少两个所述电容器沿所述外壳的周向间隔设置，且所有所述电容器通过所述连接排连接；

18、相邻的两个所述电容器组件的各所述电容器沿所述外壳的周向交错布置。

19、本申请实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

20、本申请提供了一种用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置，包括外壳、放电开关、低压电源以及至少两个电源脉冲单元；通过设置至少两个电源脉冲单元，各电源脉冲单元的输入端与低压电源的输出端连接，各电源脉冲单元的输出端与低压电源的输入端连接，放电开关连接在相邻的两个电源脉冲单元之间，从而使得放电开关处于断开状态时，所有电源脉冲单元并联设置，从而可以形成向各电源脉冲单元进行充电的低压充电电路，以便于通过低压电源向电源脉冲单元提供低压电源进行充电；且当放电开关处于闭合状态时，相邻的两个电源脉冲单元则通过放电开关连通，使得所有电源脉冲单元依次串联形成高压放电电路，基于串联电路的原理，高压放电电路输出的电压为所有电源脉冲单元输出的电压的总和，以此实现电源电压的升压，也就是说，各电源脉冲单元通过并联充电、串联放电的方式将输入的低压的电源输出为高压的电源，从而可以用于向加热系统进行高压供电。

技术特征：

1.一种用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置，其特征在于，包括外壳(1)、放电开关(2)、低压电源(3)以及至少两个电源脉冲单元(4)；

2.根据权利要求1所述的用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置，其特征在于，所述外壳(1)内设置有支撑柱(5)，所述支撑柱(5)沿所述外壳(1)的轴向设置，所有所述电源脉冲单元(4)设置在所述支撑柱(5)上。

3.根据权利要求2所述的用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置，其特征在于，所述支撑柱(5)包括至少两个沿所述外壳(1)的轴向依次设置的支撑柱段，相邻的两个所述支撑柱段套设连接，每一个所述支撑柱段设置有一个所述电源脉冲单元(4)。

4.根据权利要求2所述的用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置，其特征在于，所述支撑柱(5)上套设有至少两个绝缘板(6)，至少两个所述绝缘板(6)沿所述外壳(1)的轴向依次设置，且每一个所述绝缘板(6)上设置有一个所述电源脉冲单元(4)。

5.根据权利要求4所述的用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置，其特征在于，所述绝缘板(6)上与所述支撑柱(5)对应的位置设置有第一限位部，所述支撑柱(5)上与所述第一限位部对应的位置设置有第二限位部(51)，所述第一限位部与所述第二限位部(51)配合以限制所述绝缘板(6)相对于所述支撑柱(5)转动。

6.根据权利要求4所述的用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置，其特征在于，所述绝缘板(6)上还设置有支撑管(7)，所述放电开关(2)设置在所述支撑管(7)上。

7.根据权利要求1所述的用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置，其特征在于，所述外壳(1)为金属外壳；

8.根据权利要求1至7任一项所述的用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置，其特征在于，所述电源脉冲单元(4)包括电容器组件(41)以及两个电感线圈(42)；

9.根据权利要求8所述的用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置，其特征在于，相邻的两个所述电源脉冲单元(4)的所述电容器组件(41)沿所述外壳(1)的周向交错布置。

10.根据权利要求8所述的用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置，其特征在于，所述电容器组件(41)包括连接排(411)和至少两个电容器(412)，至少两个所述电容器(412)沿所述外壳(1)的周向间隔设置，且所有所述电容器(412)通过所述连接排(411)连接；

技术总结
本申请涉及用于核聚变加热系统的电源脉冲发生装置，包括外壳、放电开关、低压电源以及至少两个电源脉冲单元；通过设置至少两个电源脉冲单元，且相邻的两个电源脉冲单元之间设置有放电开关，从而使得放电开关处于断开状态时，所有电源脉冲单元并联设置，从而可以形成向各电源脉冲单元进行充电的低压充电电路，以便于通过低压电源向电源脉冲单元提供低压电源进行充电；且当放电开关处于闭合状态时，相邻的两个电源脉冲单元则通过放电开关连接，使得所有电源脉冲单元依次串联形成高压放电电路，基于串联电路的分压原理，高压放电电路输出的电压为所有电源脉冲单元输出的电压的总和，以此实现电源电压的升压，从而可以用于向加热系统进行高压供电。

技术研发人员：党殿杰,罗文武,赵俊,郝建波,周培海
受保护的技术使用者：新奥科技发展有限公司
技术研发日：20230814
技术公布日：2024/2/29