CN214585620U - 一种直流电源 - Google Patents

Abstract

一种直流电源包括：输入电路，用于将交流输入电源输入的交流电进行升压并转换为直流电；第一电容，其第一连接端与输入电路的第一输出端连接，第二连接端与输入电路的第二输出端连接；第一电子开关组件，其第一连接端与第一电容的第一连接端连接；第一电感，其第一连接端与第一电子开关组件的第二连接端连接；第二电容，其第一连接端与第一电感的第二连接端连接，第二连接端与第一电容的第二连接端连接；第二电子开关组件，其第一连接端与第二电容的第一连接端连接，第二连接端用于连接试验半导体器件的一端；试验半导体器件的另一端与第二电容的第二连接端连接。本实用新型结构简单，且降低了整个直流电源在实验过程中的电应力。

Description

一种直流电源

技术领域

本实用新型属于直流输电领域，具体涉及一种直流电源。

背景技术

半导体器件(阀设备)的测试要求通常包括电流测试要求和电压测试要求。其中，电压测试需要施加具备一定占空比的电压波形。因此，电压测试一般需要利用调压器搭建高压电路实现，而常规阀的电压试验较为复杂：至少需要具有稳压环节、振荡环节、电压施加环节等几部分，每部分都需要采用大功率半导体组件才能满足电压测试需要的输出功率大、电压高等测试要求，也因此会带来电路结构复杂、电应力高等问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种直流电源，所述直流电源解决了电压试验系统结构复杂、电应力高的问题。

根据本实用新型实施例的直流电源，包括：

输入电路，其输入端用于连接交流输入电源，所述输入电路用于将所述交流输入电源输入的交流电进行升压并转换为直流电；

第一电容，其第一连接端与所述输入电路的第一输出端连接，第二连接端与所述输入电路的第二输出端连接；

第一电子开关组件，其第一连接端与所述第一电容的第一连接端连接；

第一电感，其第一连接端与所述第一电子开关组件的第二连接端连接；

第二电容，其第一连接端与所述第一电感的第二连接端连接，第二连接端与所述第一电容的第二连接端连接；

第二电子开关组件，其第一连接端与所述第二电容的第一连接端连接，第二连接端用于连接试验半导体器件的一端；所述试验半导体器件的另一端与所述第二电容的第二连接端连接。

根据本实用新型实施例的直流电源，至少具有如下技术效果：依据CLC结构设置第一电容、第一电感、第二电容的连接关系，再利用第一电子开关组件和第二电子开关组件可自然关断的特性，可以极大的降低在实验过程中的电应力。同时因为工作原理简单，整体需要参与的元器件较少，因此可以有效的降低整个直流电源的整体体积。同时，因为采用第一电子开关组件和第二电子开关组件降低了电应力，所以对于直流电源中的部分元器件的整体性能要求降低，进而可以选择成本较低的元器件进行布置。

根据本实用新型的一些实施例，所述输入电路包括：

输入升压电路，输入端与所述交流输入电源连接，用于将所述交流输入电源输入的交流电进行升压；

整流单元，具有用于连接所述输入升压电路输出端的输入端、以及用于连接所述第一电容的第一输出端和第二输出端。

根据本实用新型的一些实施例，所述输入升压电路包括第一调压器，所述第一调压器输入端与所述交流输入电源连接，输出端与所述整流单元的输入端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述输入升压电路还包括串联在所述第一调压器的输出端与所述整流单元输入端之间的第一主变压器。

根据本实用新型的一些实施例，上述直流电源还包括连接在所述第一电容的第一连接端与所述输入电路第一输出端之间的第一限流组件。

根据本实用新型的一些实施例，上述直流电源还包括连接在所述第二电容的第一连接端与所述第二电子开关组件的第一连接端之间的第二限流组件。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二限流组件为第一限流电阻、第一限流电感或所述第一限流电阻与所述第一限流电感的串联结构。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施例的直流电源的电路原理图；

图2是本实用新型实施例的直流电源产生的波形图。

附图标记：

输入电路100、输入升压电路110、第一调压器111、第一主变压器112、整流单元120、

第一电容200、

第一电子开关组件300

第一电感400、

第二电容500、

第二电子开关组件600、

试验半导体器件700、

第一限流组件800、

第二限流组件900、第一限流电阻910、第一限流电感920。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1至图2描述根据本实用新型实施例的直流电源。

根据本实用新型实施例的直流电源，包括：输入电路100、第一电容200、第一电子开关组件300、第一电感400、第二电容500、第二电子开关组件600。

输入电路100，其输入端用于连接交流输入电源，输入电路100用于将交流输入电源输入的交流电进行升压并转换为直流电；

第一电容200，其第一连接端与输入电路100的第一输出端连接，第二连接端与输入电路100的第二输出端连接；

第一电子开关组件300，其第一连接端与第一电容200的第一连接端连接；

第一电感400，其第一连接端与第一电子开关组件300的第二连接端连接；

第二电容500，其第一连接端与第一电感400的第二连接端连接，第二连接端与第一电容200的第二连接端连接；

第二电子开关组件600，其第一连接端与第二电容500的第一连接端连接，第二连接端用于连接试验半导体器件700的一端；试验半导体器件700的另一端与第二电容500的第二连接端连接。

参考图1至图2，输入电路100主要是提供电压试验所需要的高压直流电源，通过将交流输入电源输入的交流电进行升压和整流，便可以输出所需要的高压直流电。

第一电容200、第二电容500皆用于储存电能，第一电感400可以分别和第一电容200、第二电容500形成LC传递电路，进而在第一电容200、第二电容500进行充放电时实现能量传递。

第一电子开关组件300串联在第一电容200和第一电感400之间，可以实现第一电容200和第一电感400之间的通断控制。第二电子开关组件600串联在第二电容500和试验半导体器件700之间，可以控制是否对试验半导体器件700进行加压。第一电子开关组件300和第二电子开关组件600皆是半导体组件，具备施加反向电压便会自然断开的特性。因第一电子开关组件300需要实现双向开通和关闭，可以选择两个半导体组件反向并联构成。

下面简单叙述一下本实用新型实施例的直流电源用于对试验半导体样品进行电压测试的工作原理。这里为了便于后续描述，将第一电子开关组件300中与第二电子开关组件600导通方向一致的部分命名为第一正向导通组件，将与第二电子开关组件600导通方向相反的部分命名为第一反向导通组件。

提前对第一电容200和第二电容500进行充能，将第一电容200和第二电容500的两端电压提升至试验所需的电压值，充电过程中，第一电子开关组件300和第二电子开关组件600需要处于关闭状态。充电结束后，开通第二电子开关组件600和第一正向导通组件，第二电容500开始向试验半导体器件700两端加压，同时第一电容200会对第二电容500进行充电、对第一电感400进行充磁，直到第一正向导通组件因承受反向电压而自然关断。之后，开通第一反向导通组件，此时第二电容500会向第一电感400充磁，同时其两端电压下降，直到第二电子开关组件600承受方向电压而自然关断。施加在测试半导体器件上的电压可以通过导通试验半导体器件700进行泄压。最终，通过按照预设的时间顺序开通和关断第一电子开关组件300、第二电子开关组件600、测试半导体器件，便可以产生测试需要的波形，进而完成对测试半导体器件的电压测试，具体波形可以参考图2，图中横坐标单位为S，纵坐标单位为V。此外需要说明，第一电容200可以由输入电路100进行充能。

根据本实用新型实施例的直流电源，依据CLC结构设置第一电容200、第一电感400、第二电容500连接关系，在利用第一电子开关组件300和第二电子开关组件600可自然关断的特性，可以极大的降低了整个直流电源在实验过程中的电应力。同时因为工作原理简单，整体需要参与的元器件较少，因此可以有效的降低整个直流电源的整体体积。同时，因为采用第一电子开关组件300和第二电子开关组件600降低了电应力，因此对于直流电源中的部分元器件的整体性能要求降低，进而可以选择成本较低的元器件进行布置。

在本实用新型的一些实施例中，输入电路100包括：输入升压电路110、整流单元120。输入升压电路110，输入端与交流输入电源连接，用于将交流输入电源输入的交流电进行升压；整流单元120，具有用于连接输入升压电路110输出端的输入端、以及用于连接第一电容200的第一输出端和第二输出端。输入升压电路110可以将交流输入电源输入的交流电升压到需要的电压高度，以便整流单元120整流之后的直流电能够满足预设的电压要求，避免产生的直流电电压不够或者过高，进而导致试验失败、甚至出现设备损伤。

在本实用新型的一些实施例中，输入升压电路110包括第一调压器111，第一调压器111输入端与交流输入电源连接，输出端与整流单元120的输入端连接。通过第一调压器111可以将交流电源输入的电压升高，同时也可以根据不同的试验要求将电压调整到需要的电压值。

在本实用新型的一些实施例中，输入升压电路110还包括串联在第一调压器111的输出端与整流单元120输入端之间的第一主变压器112。第一调压器111的调压能力并不一定完全能满足试验的需求，如果使用调压能力更强的调压器，则可能会导致成本的增加，同时调压能力越强的调压器，体积也会越大、成本也越高，且单个调压器的调压能力有上限，并不一定能够满足所有试验的需求。此时，使用第一主变压器112可以将第一调压器111输出的交流电进行一步升高。

在本实用新型的一些实施例中，上述直流电源还包括连接在第一电容200的第一连接端与输入电路100第一输出端之间的第一限流组件800。第一限流组件800主要是防止输入电路100在对第一电容200充电时出现短路现象。第一限流组件800可以直接采用限流电阻。

在本实用新型的一些实施例中，上述直流电源还包括连接在第二电容500的第一连接端与第二电子开关组件600的第一连接端之间的第二限流组件900。第二限流组件900主要是防止第二电容500在个试验半导体器件700进行加压时电流冲击过大，通过第二限流组件900可以有效的减少电流冲击。

在本实用新型的一些实施例中，第二限流组件900为第一限流电阻910、第一限流电感920或第一限流电阻910与第一限流电感920的串联结构。第一限流电阻910和第一限流电感920都可以起到较好的限流作用，在电流冲击较小时，可以选择第一限流电阻910和第一限流电感920中的一个即可，当冲击电流较大时，可以选择第一限流电阻910与第一限流电感920的串联结构。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上述结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种直流电源，其特征在于，包括：

输入电路(100)，其输入端用于连接交流输入电源，所述输入电路(100)用于将所述交流输入电源输入的交流电进行升压并转换为直流电；

第一电容(200)，其第一连接端与所述输入电路(100)的第一输出端连接，第二连接端与所述输入电路(100)的第二输出端连接；

第一电子开关组件(300)，其第一连接端与所述第一电容(200)的第一连接端连接；

第一电感(400)，其第一连接端与所述第一电子开关组件(300)的第二连接端连接；

第二电容(500)，其第一连接端与所述第一电感(400)的第二连接端连接，第二连接端与所述第一电容(200)的第二连接端连接；

第二电子开关组件(600)，其第一连接端与所述第二电容(500)的第一连接端连接，第二连接端用于连接试验半导体器件(700)的一端；所述试验半导体器件(700)的另一端与所述第二电容(500)的第二连接端连接。

2.根据权利要求1所述的直流电源，其特征在于，所述输入电路(100)包括：

输入升压电路(110)，输入端与所述交流输入电源连接，用于将所述交流输入电源输入的交流电进行升压；

整流单元(120)，具有用于连接所述输入升压电路(110)输出端的输入端、以及用于连接所述第一电容(200)的第一输出端和第二输出端。

3.根据权利要求2所述的直流电源，其特征在于，所述输入升压电路(110)包括第一调压器(111)，所述第一调压器(111)输入端与所述交流输入电源连接，输出端与所述整流单元(120)的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的直流电源，其特征在于，所述输入升压电路(110)还包括串联在所述第一调压器(111)的输出端与所述整流单元(120)输入端之间的第一主变压器(112)。

5.根据权利要求1所述的直流电源，其特征在于，还包括连接在所述第一电容(200)的第一连接端与所述输入电路(100)第一输出端之间的第一限流组件(800)。

6.根据权利要求1所述的直流电源，其特征在于，还包括连接在所述第二电容(500)的第一连接端与所述第二电子开关组件(600)的第一连接端之间的第二限流组件(900)。

7.根据权利要求6所述的直流电源，其特征在于，所述第二限流组件(900)为第一限流电阻(910)、第一限流电感(920)或所述第一限流电阻(910)与所述第一限流电感(920)的串联结构。

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