CN116155079A - 一种核反应堆模块化棒控电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种核反应堆模块化棒控电源，涉及反应堆燃料控制领域，本发明设计主功率错相并联电路向驱动线圈输出时序控制的电流作用于驱动线圈，主功率错相并联电路为四相电路，第一相为主机，剩余三相为从机，主机与从机并联；本发明采用四相错相并联电路，对每一相电路的控制方式为主从均流，相比现有技术使用一路IGBT斩波输出，本发明的四相电路均分电流应力与电压，将所有功率损耗均匀分布在所有相电路上，使得每一相元件上的损耗更小，缓解了电路对开关管施加的电压，从而降低了开关管的损耗，提高了电源电磁兼容性和稳定性。

Description

一种核反应堆模块化棒控电源

技术领域

本发明涉及反应堆燃料控制领域，特别是涉及一种核反应堆模块化棒控电源。

背景技术

燃料控制棒驱动机构是反应堆压力容器内唯一的可制动设备单元，是反应堆控制及核安全保护系统的执行机构。反应堆依靠燃料控制棒驱动机构牵引控制棒实现反应堆的启动、功率调节、反应性补偿以及安全停堆。核电厂采用的是一种依靠线圈通电实现控制棒动作的磁力提升型驱动机构，控制棒依靠驱动机构中三组线圈的交替作用做步进运动，每移动一步需要三组线圈和勾爪的密切配合。

棒控电源是核电站反应堆燃料控制棒驱动机构的电源，为保证驱动机构正确执行动作，棒控电源安全可靠地工作至关重要。目前，棒控电源系统主要为基于绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)的开关电源技术，为了提高集成度，棒控电源柜中数个直流斩波模块共用一个整流模块，这导致直流母线过长，直流母线的电感大大增加，从而限制斩波模块的工作频率，使得开关管的电流应力增大，电路对开关管施加的电压过冲，最终导致开关管损耗增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种核反应堆模块化棒控电源，可解决开关管损耗增加的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种核反应堆模块化棒控电源，包括：

主功率错相并联电路用于向驱动线圈输出时序控制的电流并驱动所述驱动线圈，所述主功率错相并联电路为四相电路，第一相为主机，剩余三相为从机，所述主机与所述从机并联。

可选的，还包括：三相全波整流器以及滤波电容；

所述三相全波整流器，用于对输入电压进行全波整流，将所述输入电压由交流电转换为直流电，得到整流后的输入电压；

所述滤波电容，分别与所述三相全波整流器以及所述主功率错相并联电路相连接，用于对所述整流后的输入电压进行滤波处理，得到整流滤波后的输入电压，所述整流滤波后的输入电压作为所述主功率错相并联电路的输入电压。

可选的，所述主机具体包括：供电输出模块、时序控制模块以及防短路模块；

所述供电输出模块具体包括：降压斩波电路、阻容吸收电路、第一电容以及能量释放二极管；

所述降压斩波电路包括第一开关管以及续流二极管，所述第一开关管的漏极分别与所述输入电压的正极以及所述能量释放二极管的阴极相连接，所述第一开关管的源极分别与所述续流二极管的阴极、所述第一电容的第一端以及所述防短路模块相连接，所述续流二极管的阳极与所述输入电压的负极以及所述时序控制模块相连接，所述续流二极管的阴极分别与所述第一电容的第一端以及所述防短路模块相连接；

所述阻容吸收电路包括一个吸收电阻以及一个吸收电容，所述吸收电容的第一端分别与所述输入电压的正极、所述能量释放二极管的阴极以及所述第一开关管的漏极相连接，所述吸收电容的第二端与所述吸收电阻的第一端相连接，所述吸收电阻的第二端分别与所述第一开关管的源极、所述第一电容的第一端、所述续流二极管的阴极以及所述防短路模块相连接，所述阻容吸收电路用于抑制所述第一开关管断开时产生的电压浪涌；当所述第一开关管断开时，所述吸收电容产生寄生电感并对所述第一开关管的寄生电容充电，所述吸收电阻向所述吸收电容充电；

所述能量释放二极管的阴极与所述输入电压的正极相连接，所述能量释放二极管的阳极分别与所述第一电容的第二端、所述防短路模块、所述时序控制模块以及所述输入电压的负极相连接，所述能量释放二极管用于当所述第二开关管断开时，与所述续流二极管以及所述滤波电容组成续流回路，所述驱动线圈产生电感电流并通过所述续流回路向所述滤波电容充电；

所述第一电容的第一端还与所述防短路模块相连接，所述第一电容的第二端还分别与所述防短路模块、所述时序控制模块以及所述输入电压的负极相连接；

所述时序控制模块具体包括：第二开关管、第二电容以及第一电阻；

所述第二开关管的漏极分别与所述能量释放二极管的阳极、所述第一电容的第二端、所述防短路模块以及所述续流二极管的阳极相连接，所述第二开关管的源极与所述输入电压的负极相连接，所述第二开关管用于控制输出电流的时序，并输出所述控制时序的电流；

所述第二电容的第一端与所述第一电阻的第二端相连接，所述第二电容的第二端分别与所述第二开关管的源极以及所述输入电压的负极相连接，所述第一电阻的第一端分别与所述第二开关管的漏极、所述能量释放二极管的阳极、所述第一电容的第二端、所述防短路模块以及所述续流二极管的阳极相连接；

所述防短路模块具体包括：防短路二极管、第三电容以及第一电感；

所述防短路二极管的阳极与所述第一电感的第二端相连接，所述防短路二极管的阴极与所述第三电容的第一端相连接，所述第一电感的第一端分别与所述吸收电阻的第二端、所述第一开关管的源极、所述第一电容的第一端以及所述续流二极管的阴极相连接，所述第三电容的第二端分别与所述能量释放二极管的阳极、所述第一电容的第二端、所述续流二极管的阳极、所述第一电阻的第一端以及所述第二开关管的漏极相连接，所述防短路二极管用于当所述防短路二极管所在相电路发生短路故障时，断开与剩余相电路的连接。

可选的，所述从机具体包括：供电输出模块以及防短路模块；

所述从机的供电输出模块以及所述防短路模块与所述主机的供电输出模块以及所述防短路模块相同。

可选的，还包括：电压电流检测电路；

所述电压电流检测电路，分别与所述主功率错相并联电路的每一相电路相连接，用于检测每一相电路的电流以及电压，获取电压电流模拟量；所述电压电流模拟量包括电压模拟量以及电流模拟量。

可选的，还包括：数字信号处理器；

所述数字信号处理器，与所述电压电流检测电路相连接，用于接收所述电压电流模拟量并将所述电压电流模拟量转换为电压电流数字量，根据所述电压电流数字量输出脉冲；所述电压电流数字量包括电压数字量以及电流数字量。

可选的，所述数字信号处理器具体包括：脉冲宽度调制器；

所述脉冲宽度调制器用于调节所述脉冲的相位，使得所述主功率错相并联电路的每一相电路之间的相位差为90°。

可选的，还包括：驱动与保护电路；

所述驱动与保护电路，分别与所述数字信号处理器以及所述主功率错相并联电路相连接，用于接收所述脉冲，驱动第一开关管以及第二开关管的闭合与断开，并隔离所述主功率错相并联电路以及所述数字信号处理器。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明公开了一种核反应堆模块化棒控电源，设计主功率错相并联电路向驱动线圈输出时序控制的电流作用于驱动线圈，主功率错相并联电路为四相电路，第一相为主机，剩余三相为从机，主机与从机并联；本发明采用四相错相并联电路，对每一相电路的控制方式为主从均流，相比现有技术使用一路IGBT斩波输出，本发明的四相电路均分电流应力与电压，将所有功率损耗均匀分布在所有相电路上，使得每一相元件上的损耗更小，缓解了电路对开关管施加的电压，从而降低了开关管的损耗，提高了电源电磁兼容性和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种核反应堆模块化棒控电源的流程图；

图2为本发明所提供的一种核反应堆模块化棒控电源电压电流检测电路的电压检测传感器的电路图；

图3为本发明所提供的一种核反应堆模块化棒控电源电压电流检测电路的电流检测传感器的电路图；

图4为本发明所提供的一种核反应堆模块化棒控电源的拓扑电路图；

图5为本发明所提供的一种核反应堆模块化棒控电源的四相电路的相位图；

图6为本发明所提供的一种核反应堆模块化棒控电源的四相电路的三相电流与总电流仿真波形图；

图7为本发明所提供的一种核反应堆模块化棒控电源的样机图；

图8为本发明所提供的一种核反应堆模块化棒控电源四相电路的电流波形图；

图9为本发明所提供的一种核反应堆模块化棒控电源开关管通断时的电压波形图。

符号说明：

吸收电容—1，吸收电阻—2，第一开关管—3，能量释放二极管—4，第一电容—5，续流二极管—6，第二开关管—7，第二电容—8，第一电阻—9，第一电感—10，防短路二极管—11，第三电容—12，驱动线圈—13。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种核反应堆模块化棒控电源，通过采用四相错相并联电路，对每一相电路的控制方式为主从均流，均分电流应力与电压，将所有功率损耗均匀分布在所有相位上，使得每一相元件上的损耗更小，缓解电路对开关管施加的电压，从而降低了开关管的损耗。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种核反应堆模块化棒控电源，包括：主功率错相并联电路用于向驱动线圈13输出时序控制的电流并驱动所述驱动线圈13，所述主功率错相并联电路为四相电路，第一相为主机，剩余三相为从机，所述主机与所述从机并联。

在实际应用中，还包括：三相全波整流器以及滤波电容；所述三相全波整流器，用于对输入电压进行全波整流，将所述输入电压由交流电转换为直流电，得到整流后的输入电压；所述滤波电容，分别与所述三相全波整流器以及所述主功率错相并联电路相连接，用于对所述整流后的输入电压进行滤波处理，得到整流滤波后的输入电压，所述整流滤波后的输入电压作为所述主功率错相并联电路的输入电压。

所述输入电压为三相260V交流电，所述输入电压输入三相全波整流器进行整流处理，再经滤波电容滤波后作为主功率错相并联电路的母线电压，主功率电路输出时序控制的电流对驱动线圈13进行供电。

电压电流检测电路测量实时输出电流电压，并将数据交由数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，DSP)处理，与预设期望值进行比对，形成误差信号，向驱动与保护电路发送脉冲，构成了一个数字闭环调节回路，使得驱动线圈13的电流线性可调节。

三相全波整流器的作用是把交流电源转为直流电源，由于三相全波整流器的输入为三相260V交流电路，将三相全波整流器的输出接入滤波电容，直流电压会更加平缓，且该直流电压作为主功率错相并联电路的输入。全波整流是一种对交流整流的电路，在整流电路的半个周期内，电流流过一个整流器件，比如晶体二极管，而在另一个半周期内，电流流经第二个整流器件，并且两个整流器件的连接能使流经它们的电流以同一方向流过负载。

图4为本发明所提供的一种核反应堆模块化棒控电源的主功率错相并联电路的拓扑电路图，在实际应用中，所述主机具体包括：供电输出模块、时序控制模块以及防短路模块。如图4所示的电路图中，交叉的连线之间若没有黑色实心圆点则表示这两跟线之间无连接关系。

所述供电输出模块具体包括：降压斩波电路、阻容吸收电路、第一电容5以及能量释放二极管4；所述降压斩波电路包括第一开关管3以及续流二极管6，所述第一开关管3的漏极分别与所述输入电压的正极以及所述能量释放二极管4的阴极相连接，所述第一开关管3的源极分别与所述续流二极管6的阴极、所述第一电容5的第一端以及所述防短路模块相连接，所述续流二极管6的阳极与所述输入电压的负极以及所述时序控制模块相连接，所述续流二极管6的阴极分别与所述第一电容5的第一端以及所述防短路模块相连接；所述阻容吸收电路包括一个吸收电阻2以及一个吸收电容1，所述吸收电容1的第一端分别与所述输入电压的正极、所述能量释放二极管4的阴极以及所述第一开关管3的漏极相连接，所述吸收电容1的第二端与所述吸收电阻2的第一端相连接，所述吸收电阻2的第二端分别与所述第一开关管3的源极、所述第一电容5的第一端、所述续流二极管6的阴极以及所述防短路模块相连接，所述阻容吸收电路用于抑制所述第一开关管3断开时产生的电压浪涌；当所述第一开关管3断开时，所述吸收电容1产生寄生电感并对所述第一开关管3的寄生电容充电，所述吸收电阻2向所述吸收电容1充电；所述能量释放二极管4的阴极与所述输入电压的阳极相连接，所述能量释放二极管4的阳极分别与所述第一电容5的第二端、所述防短路模块、所述时序控制模块以及所述输入电压的负极相连接，所述能量释放二极管4用于当所述第二开关管7断开时，与所述续流二极管6以及所述滤波电容组成续流回路，所述驱动线圈13产生电感电流并通过所述续流回路向所述滤波电容充电；所述第一电容5的第一端还与所述防短路模块相连接，所述第一电容5的第二端还分别与所述防短路模块、所述时序控制模块以及所述输入电压的负极相连接。

所述时序控制模块具体包括：第二开关管7、第二电容8以及第一电阻9；所述第二开关管7的漏极分别与所述能量释放二极管4的阳极、所述第一电容5的第二端、所述防短路模块以及所述续流二极管6的阳极相连接，所述第二开关管7的源极与所述输入电压的负极相连接，所述第二开关管7用于控制输出电流的时序，并输出所述控制时序的电流；所述第二电容8的第一端与所述第一电阻9的第二端相连接，所述第二电容8的第二端分别与所述第二开关管7的源极以及所述输入电压的负极相连接，所述第一电阻9的第一端分别与所述第二开关管7的漏极、所述能量释放二极管4的阳极、所述第一电容5的第二端、所述防短路模块以及所述续流二极管6的阳极相连接。

所述防短路模块具体包括：防短路二极管11、第三电容12以及第一电感10；所述防短路二极管11的阳极与所述第一电感10的第二端相连接，所述防短路二极管11的阴极与所述第三电容12的第一端相连接，所述第一电感10的第一端分别与所述吸收电阻2的第二端、所述第一开关管3的源极、所述第一电容5的第一端以及所述续流二极管6的阴极相连接，所述第三电容12的第二端分别与所述能量释放二极管4的阳极、所述第一电容5的第二端、所述续流二极管6的阳极、所述第一电阻9的第一端以及所述第二开关管7的漏极相连接，所述防短路二极管11用于当所述防短路二极管11所在相电路发生短路故障时，断开与剩余相电路的连接。

在实际应用中，所述从机具体包括：供电输出模块以及防短路模块；所述从机的供电输出模块以及所述防短路模块与所述主机的供电输出模块以及所述防短路模块相同。

主功率错相并联电路设计四相电路，可以减小每一相的电流应力，从而减小电流带来的线材发热，使得每一相的电流纹波相互错开，以达到减小电流纹波的目的，使得系统具有冗余性，在改进的主从均流控制的算法下，主机从机配合可以容错进行，提高电源系统的鲁棒性。

在实际应用中，还包括：电压电流检测电路；所述电压电流检测电路，分别与所述主功率错相并联电路的每一相电路相连接，用于检测每一相电路的电流以及电压，获取电压电流模拟量；所述电压电流模拟量包括电压模拟量以及电流模拟量。

电压电流检测电路的作用是为了检测每一相电路的电流和电压，以达到状态检测和闭环的目的。

电压检测传感器以LV25-P为例，这是一个应用霍尔原理的闭环传感器，使用符合UL94-V0标准的绝缘外壳，对于电压测量，原边电流与被测电压的比一定要通过外部电阻确定，并串联在传感器原边回路上，该传感器具有出色的精度良好的线性度、低温漂、抗外界干扰能力强、共模抑制比强、反应时间快、频带宽等众多优点。经过8颗电阻衰减1/15K倍送入LV-25P的取样IC中，经过IC的转换比例放大到2.5倍后，再乘上100Ω后，得到输出信号，在经过1.44倍率的放大器后即得到了一个适合DSP处理的信号大小。电压检测传感器电路如图2所示，其中包括12颗电阻(由R6依次至R17)、放大器U1B、以及2颗电容C11、C12，R7至R10以及R13至R16的8颗电阻的阻值均为7.5kΩ，R6的阻值为2kΩ，R11的阻值为10kΩ，R12的阻值为1kΩ，R17的阻值为100Ω，2颗电容的电容值均为0.1μf。

电流检测传感器以LEM公司的HX15-P为例，该传感器也是一种利用霍尔效应原理开发的电流传感器，能在电隔离条件下测量直流、交流、脉冲以及各种不规则波形的电流，是一款电压输出形式的传感器，电流经传感器IC，其转换比例为2.67*10e^-5倍，再乘上10kΩ，在经过1.125的放大器后转换为适合DSP的信号。电流检测传感器电路如图3所示，其中包括放大器U1A、5颗电阻以及4颗电容，电阻R1的阻值为5.11kΩ，电阻R2至R5的阻值均为10kΩ，4颗电容的电容值均为0.1μf，HX15-P的IC单元为U2。

在实际应用中，还包括：数字信号处理器；所述数字信号处理器，与所述电压电流检测电路相连接，用于接收所述电压电流模拟量并将所述电压电流模拟量转换为电压电流数字量，根据所述电压电流数字量输出脉冲；所述电压电流数字量包括电压数字量以及电流数字量。

数字信号处理器通过片载的模数转换器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)，将电压电流模拟量转化为数字量；通过测量得到的电流电压实时控制PWM波输出，使得主电路的输出电流达到设置期望值。

主机的第一开关管3和续流二极管6构成了一个降压斩波电路，吸收电阻2和西电容构成阻容吸收电路，阻容吸收电路的作用为在第一开关管3断开时，蓄积在寄生电感中能量对开关的寄生电容充电的同时，通过吸收电阻2对吸收电容1充电。由于吸收电阻2作用，阻抗变大，那么，吸收电容1也等效地增加了开关的并联电容容量，因此抑制了开关断开的电压浪涌。开关接通时，吸收电容1通过开关放电，其放电电流被吸收电阻2所限制。第二开关管7与数字闭环控制器一起控制输出电流的时序，第二开关管7在关断时第一开关管3也关断，驱动线圈13的电流、续流二极管6、能量释放二极管4与滤波电容一起构成了续流回路，使得在电流时序上为零时，电感电流能给滤波电容充电，这样线圈电流能够迅速下降，提高响应速度。

在开关器件的选择方式上，传统思维采用一路IGBT，存在开关应力大、电压过冲大、频率低等缺点，采用一路场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)电流容量不够，达不到工作要求，本发明采用四相并联模式，克服一路IGBT的缺点，扩大电流余量，具有容错运行的功能，即使一路或两路故障，三相并联或两相并联仍然可以正常运行。

主从机的设计，使系统具有冗余性。当主机发生故障时，无论是短路故障还是断路故障都会将该主机从系统中断开，并以下一从机为主机；当某一从机发生开路故障，由于电流期望和控制电流时序并没有改变，因此驱动线圈13的输出电流不会受到干扰，从机的防短路二极管11，使得从机在发生短路故障时，自动从主机上断开连接，驱动线圈13仍能保持正常的输出电流，从而保证驱动机构的正常动作，增加了系统的可靠性。

在实际应用中，所述数字信号处理器具体包括：脉冲宽度调制器(PulseWidthModulation，PWM)；所述脉冲宽度调制器用于调节所述脉冲的相位，使得所述主功率错相并联电路的每一相电路之间的相位差为90°。

脉冲宽度调制器用于解决电流纹波较大的问题，使四相错相并联电路纹波的波峰波谷错开，相位调制如图5所示，四相之间互相相差π/2，横坐标为时间，纵坐标为位移，在时间为0的时刻，位移由小到大依次排序为第一相电路、第二相电路、第四相电路以及第三相电路，V4代表第一相电路，V12代表第二相电路，V20代表第三项电路，V28代表第四项电路。

此设计具有以下优点：

1)该电路具有四相相错相并联电路调制的PWM信号具有90度相位差，使得每一相电流的波峰波谷交错叠加相消，达到减小驱动线圈138电流纹波的目的。

2)开关管关断时电压过冲较小，高频振荡现象也不明显，增强了系统的安全稳定性和电磁兼容性。

3)减小线圈电流的纹波并且减小电流应力，减小电流应力可以减小损耗和发热，每一相的电流仅为传统棒控电源的1/4，传统的棒控电源所有输出功率都流过一个开关管，会产生较大的热量，多相的方式将所有功率损耗均匀的分布在所有相位上，使得每一相元件上的热应力更小，系统更加稳定。

4)该四相错相并联电路为高冗余设计，系统可以容错运，大大增加了电路的稳定可靠性。当某一相电路发生故障而不工作时，无论是短路故障、断路故障还是其他故障，都会将该主机从系统中断开，并以下一从机为主机，其它三相电路可以使系统继续稳定运行，电流如图6所示图，横坐标为时间，纵坐标为电流值，其中Master_Current代表主机电流，Slave_Current1代表第一从机电流，Slave_Current2代表第二从机电流，Slave_Current3代表第三从机电流。

总电流均匀分布在正常工作的三相电路上，每一相由原来的1/4变为1/3，驱动线圈13电流仍保持正常电流时序以及大小，以此保证线圈的动作正常，大大减少了硬件故障造成反应堆停堆带来巨大损失的概率。

如图7所示，棒控电源的前级由三相整流桥和大电容组成，前级输出母线电压，作为后级错相并联功率电路的输入，后级包括主拓扑电路、MOS管的驱动模块，每一相都有电压电流监测模块，将检测到的电压电流信号交由DSP处理，形成闭环控制。

如图8所示，由图可知每一相电流纹波的波峰波谷交错相消，叠加后总电流纹波减小，其中横坐标为时间，单位为秒，纵坐标为电流，单位为安培。

如图9所示，该样机拥有较小的电压过冲，且震荡现象不明显，可以保证棒控系统的安全稳定性，其中横坐标为时间，单位为秒，纵坐标为电压，单位为伏特。

在实际应用中，还包括：驱动与保护电路；所述驱动与保护电路，分别与所述数字信号处理器以及所述主功率错相并联电路相连接，用于接收所述脉冲，驱动第一开关管3以及第二开关管7的闭合与断开，并隔离所述主功率错相并联电路以及所述数字信号处理器。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明公开了一种核反应堆模块化棒控电源，设计主功率错相并联电路向驱动线圈输出时序控制的电流作用于驱动线圈，主功率错相并联电路为四相电路，第一相为主机，剩余三相为从机，主机与从机并联；本发明采用四相错相并联电路，对每一相电路的控制方式为主从均流，相比现有技术使用一路IGBT斩波输出，本发明的四相电路均分电流应力与电压，将所有功率损耗均匀分布在所有相电路上，使得每一相元件上的损耗更小，缓解了电路对开关管施加的电压，从而降低了开关管的损耗，提高了电源电磁兼容性和稳定性。

本发明具有高度冗余备份设计：当上述四相电路中的一相或两相发生故障时，控制电路可以重新设定主从电路，并再次均流，保障控制棒驱动机构的正常运行，大大减少核反应堆因掉棒而停堆的概率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种核反应堆模块化棒控电源，其特征在于，包括：

主功率错相并联电路用于向驱动线圈输出时序控制的电流并驱动所述驱动线圈，所述主功率错相并联电路为四相电路，第一相为主机，剩余三相为从机，所述主机与所述从机并联。

2.根据权利要求1所述的一种核反应堆模块化棒控电源，其特征在于，还包括：三相全波整流器以及滤波电容；

所述三相全波整流器，用于对输入电压进行全波整流，将所述输入电压由交流电转换为直流电，得到整流后的输入电压；

所述滤波电容，分别与所述三相全波整流器以及所述主功率错相并联电路相连接，用于对所述整流后的输入电压进行滤波处理，得到整流滤波后的输入电压，所述整流滤波后的输入电压作为所述主功率错相并联电路的输入电压。

3.根据权利要求2所述的一种核反应堆模块化棒控电源，其特征在于，所述主机具体包括：供电输出模块、时序控制模块以及防短路模块；

所述供电输出模块包括降压斩波电路、阻容吸收电路、第一电容以及能量释放二极管；

所述降压斩波电路包括第一开关管以及续流二极管，所述第一开关管的漏极分别与所述输入电压的正极以及所述能量释放二极管的阴极相连接，所述第一开关管的源极分别与所述续流二极管的阴极、所述第一电容的第一端以及所述防短路模块相连接，所述续流二极管的阳极与所述输入电压的负极以及所述时序控制模块相连接，所述续流二极管的阴极分别与所述第一电容的第一端以及所述防短路模块相连接；

所述阻容吸收电路包括一个吸收电阻以及一个吸收电容，所述吸收电容的第一端分别与所述输入电压的正极、所述能量释放二极管的阴极以及所述第一开关管的漏极相连接，所述吸收电容的第二端与所述吸收电阻的第一端相连接，所述吸收电阻的第二端分别与所述第一开关管的源极、所述第一电容的第一端、所述续流二极管的阴极以及所述防短路模块相连接，所述阻容吸收电路用于抑制所述第一开关管断开时产生的电压浪涌；当所述第一开关管断开时，所述吸收电容产生寄生电感并对所述第一开关管的寄生电容充电，所述吸收电阻向所述吸收电容充电；

所述能量释放二极管的阴极与所述输入电压的正极相连接，所述能量释放二极管的阳极分别与所述第一电容的第二端、所述防短路模块、所述时序控制模块以及所述输入电压的负极相连接，所述能量释放二极管用于当所述第二开关管断开时，与所述续流二极管以及所述滤波电容组成续流回路，所述驱动线圈产生电感电流并通过所述续流回路向所述滤波电容充电；

所述第一电容的第一端还与所述防短路模块相连接，所述第一电容的第二端还分别与所述防短路模块、所述时序控制模块以及所述输入电压的负极相连接；

所述时序控制模块包括第二开关管、第二电容以及第一电阻；

所述第二开关管的漏极分别与所述能量释放二极管的阳极、所述第一电容的第二端、所述防短路模块以及所述续流二极管的阳极相连接，所述第二开关管的源极与所述输入电压的负极相连接，所述第二开关管用于控制输出电流的时序，并输出所述控制时序的电流；

所述第二电容的第一端与所述第一电阻的第二端相连接，所述第二电容的第二端分别与所述第二开关管的源极以及所述输入电压的负极相连接，所述第一电阻的第一端分别与所述第二开关管的漏极、所述能量释放二极管的阳极、所述第一电容的第二端、所述防短路模块以及所述续流二极管的阳极相连接；

所述防短路模块包括防短路二极管、第三电容以及第一电感；

所述防短路二极管的阳极与所述第一电感的第二端相连接，所述防短路二极管的阴极与所述第三电容的第一端相连接，所述第一电感的第一端分别与所述吸收电阻的第二端、所述第一开关管的源极、所述第一电容的第一端以及所述续流二极管的阴极相连接，所述第三电容的第二端分别与所述能量释放二极管的阳极、所述第一电容的第二端、所述续流二极管的阳极、所述第一电阻的第一端以及所述第二开关管的漏极相连接，所述防短路二极管用于当所述防短路二极管所在相电路发生短路故障时，断开与剩余相电路的连接。

4.根据权利要求3所述的一种核反应堆模块化棒控电源，其特征在于，所述从机具体包括：供电输出模块以及防短路模块；

所述从机的供电输出模块与所述主机的供电输出模块相同；

所述从机的所述防短路模块与所述主机的防短路模块相同。

5.根据权利要求1所述的一种核反应堆模块化棒控电源，其特征在于，还包括：电压电流检测电路；

所述电压电流检测电路，分别与所述主功率错相并联电路的每一相电路相连接，用于检测每一相电路的电流以及电压，获取电压电流模拟量；所述电压电流模拟量包括电压模拟量以及电流模拟量。

6.根据权利要求5所述的一种核反应堆模块化棒控电源，其特征在于，还包括：数字信号处理器；

所述数字信号处理器，与所述电压电流检测电路相连接，用于接收所述电压电流模拟量并将所述电压电流模拟量转换为电压电流数字量，根据所述电压电流数字量输出脉冲；所述电压电流数字量包括电压数字量以及电流数字量。

7.根据权利要求6所述的一种核反应堆模块化棒控电源，其特征在于，所述数字信号处理器具体包括：脉冲宽度调制器；

所述脉冲宽度调制器用于调节所述脉冲的相位，使得所述主功率错相并联电路的每一相电路之间的相位差为90°。

8.根据权利要求6所述的一种核反应堆模块化棒控电源，其特征在于，还包括：驱动与保护电路；

所述驱动与保护电路，分别与所述数字信号处理器以及所述主功率错相并联电路相连接，用于接收所述脉冲，驱动第一开关管以及第二开关管的闭合与断开，并隔离所述主功率错相并联电路以及所述数字信号处理器。

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