【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電子電力，具體涉及一種用于驅動等離子體的高壓電源、微波源及微波加熱系統。
技術介紹
1、在熱核聚變技術中，通常需要將等離子體加熱到足夠高的反應溫度。傳統的加熱方式是歐姆加熱，但是在歐姆加熱過程中，隨著等離子體溫度的升高，等離子體的電阻率越來越小，這樣加熱效率也就越來越小，僅僅采用歐姆加熱并不能達到反應堆的溫度，必須采用輔助加熱方式。常見的輔助加熱方式主要包含兩類：高能中性粒子束加熱和射頻加熱。其中根據所選用的射頻頻段不同，射頻加熱具有三種類型：離子回旋共振加熱、低混雜波共振加熱和電子回旋共振加熱。小型的磁約束裝置(例如，sunist托卡馬克裝置，其環向磁場為0.1t左右)，通常采用電子回旋共振加熱方式，對應的微波源通常采用2.45ghz。
2、然而，相關技術中常見的基于磁控管的2.45ghz微波源功率最大只有15kw，無法滿足sunist托卡馬克裝置較高瞬態功率(30kw以上)的要求，另外，此類微波源的開通關斷時間在秒級別，而sunist托卡馬克裝置的放電窗口在毫秒級別，使得現有的微波源在托卡馬克裝置放電的過程中無法做到精準的時間控制。
3、因此，如何使微波源能夠更好的滿足熱核聚變較高瞬態功率和時間尺度成亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、本申請提供一種用于驅動等離子體的高壓電源、微波源及微波加熱系統，至少解決相關技術中存在的如何使微波源能夠更好的滿足熱核聚變較高瞬態功率和時間尺度的技術問題。
2、本申請實施例提供一種用于驅動等離子
3、在一種實施例中，所述馬克斯模塊還包括驅動供電電路，輸入端與所述儲能電容連接，輸出端與所述驅動模塊連接，用于將所述儲能電容的電壓轉換為所述驅動模塊的供電電壓。
4、在一種實施例中，所述全固態開關的基準電位端與所述儲能電容的負極連接，且處于同一電位。
5、在一種實施例中，所述馬克斯模塊還包括：第一二極管和第二二極管，所述全固態開關包括igbt；所述第一二極管的負極與所述儲能電容的正極連接，所述第一二極管的正極連接至所述igbt的集電極并連接至所述馬克斯模塊的正輸入端；所述第二二極管的負極連接至所述igbt的發射極，所述第一二極管的正極與所述馬克斯模塊的負輸出端連接，所述igbt的發射極與所述儲能電容的負極連接。
6、在一種實施例中，所述控制系統包括：控制器，通過信號隔離電路與所述驅動電路連接，用于向所述驅動電路輸出觸發信號；監測模塊，用于采集所述馬克斯模塊的狀態信號，并傳輸至所述控制器。
7、在一種實施例中，所述充電電路包括直流充電電源和充電控制開關，所述充電控制開關的控制端與所述控制系統連接，在所述控制系統輸出的充電指令的觸發下閉合，以導通充電電路，在所述控制系統輸出的停止充電指令的觸發下斷開，以斷開充電電路。
8、根據第二方面，本申請實施例提供了一種微波源，包括：微波發生器和微波傳輸線；所述微波發生器包括用于提供熱電子的陰極；以及如上述第一方面所述的高壓電源，用于施加電場驅動電子運動，以產生使熱電子微波振蕩；所述微波傳輸線與所述微波發生器輸出端，用于將所述微波振蕩輸出。
9、在一種實施例中，微波源還包括：陰極供電電源，用于為陰極提供持續穩態電流，所述供電電源包括隔離變壓器，整流電路和濾波電路；所述陰極包括冷卻裝置，用于對所述整流電路、濾波電路和陰極進行冷卻。
10、在一種實施例中，所述微波傳輸線包括：依次連接的激勵腔，環形器，隔直器、陶瓷窗、天線以及與所述環形器連接的水負載；在所述激勵腔和所述環形器之間，所述隔直器和陶瓷窗之間，所述環形器和所述水負載之間中的至少之一處連接有定向耦合器。
11、根據第三方面，本申請實施例提供了一種微波加熱系統，包括：如上述第二方面任一項所述的微波源，耦合熱核反應裝置的等離子體，對等離子體進行加熱。
12、本申請具有至少如下有益效果：
13、用于對熱核聚變的等離子進行輔助加熱的微波源的高壓電源采用馬克斯發生器，其中的全固態開關能夠實現高速的通斷速度，通過調整固態開關的觸發信號，可以準確的實現與等離子體穩定平臺期匹配的穩定放電平臺期，采用本級的馬克斯模塊中的儲能電容對全固態開關的驅動模塊進行自供電，各級馬克斯模塊中的全固態開關之間無需進行隔離，因此，無需設計復雜的供電電路，結構更簡單，并且，采用儲能電容對全固態開關的驅動模塊進行自供電能夠持續提供持續的準穩態供電，另外，在本申請中，由于采用儲能電容對驅動模塊進行自供電，該驅動模塊可持續消耗儲能電容的能量，儲能電容的能量降到安全水平上，高壓存在于工作期間，而非工作期間則不存在高壓，進而實現被動安全。
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1.一種用于驅動等離子體的高壓電源，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的高壓電源，其特征在于，所述馬克斯模塊還包括驅動供電電路，輸入端與所述儲能電容連接，輸出端與所述驅動模塊連接，用于將所述儲能電容的電壓轉換為所述驅動模塊的供電電壓。
3.如權利要求1或2所述的高壓電源，其特征在于，
4.如權利要求3所述的高壓電源，其特征在于，所述馬克斯模塊還包括：第一二極管和第二二極管，所述全固態開關包括IGBT；
5.如權利要求4所述的高壓電源，其特征在于，所述控制系統包括：
6.如權利要求1所述的高壓電源，其特征在于，所述充電電路包括直流充電電源和充電控制開關，所述充電控制開關的控制端與所述控制系統連接，所述充電控制開關在所述控制系統輸出的充電指令的觸發下閉合，以導通所述充電電路，在所述控制系統輸出的停止充電指令的觸發下斷開，以斷開所述充電電路。
7.一種微波源，其特征在于，包括：微波發生器和微波傳輸線；
8.如權利要求7所述的微波源，其特征在于，還包括：
9.如權利要求7所述的微波源，其
10.一種微波加熱系統，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種用于驅動等離子體的高壓電源，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的高壓電源，其特征在于，所述馬克斯模塊還包括驅動供電電路，輸入端與所述儲能電容連接，輸出端與所述驅動模塊連接，用于將所述儲能電容的電壓轉換為所述驅動模塊的供電電壓。
3.如權利要求1或2所述的高壓電源，其特征在于，
4.如權利要求3所述的高壓電源，其特征在于，所述馬克斯模塊還包括：第一二極管和第二二極管，所述全固態開關包括igbt；
5.如權利要求4所述的高壓電源，其特征在于，所述控制系統包括：
6.如權利要求1所述的高壓電源，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王首智，陳銳，譚熠，
申請(專利權)人：陜西星環聚能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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