【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及晶閘管運(yùn)行可靠性分析，尤其涉及一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、大功率晶閘管相較于其他功率半導(dǎo)體器件具有電性能高、控制簡(jiǎn)單且成本低的優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、工業(yè)裝備、大型科學(xué)裝置中，承擔(dān)了電力傳輸、功率變換等重要任務(wù)。然而，在一些特殊應(yīng)用環(huán)境下，如托卡馬克磁約束聚變裝置、高海拔地區(qū)柔性直流輸電工程等，大功率晶閘管會(huì)遭受到來自聚變中子或大氣中子的損傷，造成電性能衰減的問題，可靠性大幅下降，嚴(yán)重威脅應(yīng)用輸變電設(shè)備乃至裝置整體運(yùn)行安全，造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。因此，準(zhǔn)確測(cè)試出大功率晶閘管在中子輻照下的電性能衰減情況非常重要。
2、目前尚無針對(duì)中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減的測(cè)試系統(tǒng)及方法，針對(duì)其他功率器件的中子輻照下電性能衰減測(cè)試方法仍采取離線測(cè)試的方法，無法在線監(jiān)測(cè)器件的電參數(shù)變化；同時(shí)由于人工中子源注量率的單一性，無法實(shí)現(xiàn)多中子注量下器件電性能衰減情況的同步測(cè)試，測(cè)試效率低下，測(cè)試成本極高。
3、綜上所述，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)及方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是針對(duì)
技術(shù)介紹
中，多中子注量下器件電性能衰減情況的同步測(cè)試，測(cè)試效率低下，測(cè)試成本極高，提出一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)及方法。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案：一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)，包括處于重鉛屏蔽體內(nèi)的輻照區(qū)子系統(tǒng)和處于重鉛屏蔽體外的測(cè)試區(qū)子系統(tǒng)，所
3、所述階梯式樣品測(cè)試架上分別安裝有晶閘管組一、晶閘管組二和晶閘管組三，晶閘管組一、晶閘管組二和晶閘管組三均由四個(gè)被測(cè)大功率晶閘管以人工中子源為中心呈環(huán)形分布組成；
4、所述的測(cè)試區(qū)子系統(tǒng)包括有接地連接的分壓電阻、高壓直流電源、工況機(jī)和示波器；
5、分壓電阻通過導(dǎo)線分別與被測(cè)大功率晶閘管和采樣電阻連接，所述分壓電阻由兩個(gè)電阻連接組成，兩個(gè)電阻之間通過電壓探頭連接至示波器，高壓直流電源與限流電阻電性連接，高壓直流電源接地且與工況機(jī)電性連接。
6、可選的，所述人工中子源由中子發(fā)生設(shè)備和中子輸出柱構(gòu)成，中子輸出柱的柱體為圓柱形，中子輸出柱的末端為球形。
7、可選的，所述晶閘管組一、晶閘管組二和晶閘管組三中的被測(cè)大功率晶閘管到人工中子源之間的距離比為1:2:3。
8、可選的，晶閘管組一、晶閘管組二和晶閘管組三中包括陰極朝向人工中子源末端和陽(yáng)極朝向人工中子源末端兩個(gè)子對(duì)照組，每個(gè)子對(duì)照組中包括兩個(gè)被測(cè)大功率晶閘管。
9、可選的，所述高壓直流電源通過孔洞穿過重鉛屏蔽體連接至所述限流電阻。
10、可選的，所述的工況機(jī)通過控制信號(hào)連接至所述高壓直流電源。
11、可選的，所述高壓直流電源接地。
12、另一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試方法，應(yīng)用于以上所述的中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)，包括以下步驟：
13、s1、在輻照區(qū)子系統(tǒng)中，將人工中子源放置于所述階梯式樣品測(cè)試架的圓心位置；
14、s2、將十二只被測(cè)大功率晶閘管放置于所述階梯式樣品測(cè)試架上安裝好，按照和所述人工中子源末端1:2:3的距離分為三組，每組中包括陰極朝向人工中子源末端和陽(yáng)極朝向人工中子源末端兩個(gè)子對(duì)照組，每個(gè)子對(duì)照組中包括兩個(gè)被測(cè)大功率晶閘管；
15、s3、將所有子對(duì)照組中的被測(cè)大功率晶閘管按照正向偏置和反向偏置連接所述限流電阻和采樣電阻，并完成所述中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)的其他組件設(shè)備連接，限流電阻用于降低被測(cè)大功率晶閘管電性能衰退導(dǎo)致誤導(dǎo)通后的電流，實(shí)現(xiàn)被測(cè)大功率晶閘管過流保護(hù)；
16、s4、打開人工中子源，開始輻照測(cè)試，高壓直流電源分別為被測(cè)大功率晶閘管供電；
17、s5、利用工況機(jī)控制電壓輸出大小，利用采樣電阻、分壓電阻、示波器實(shí)時(shí)采集被測(cè)大功率晶閘管電壓、電流變化情況；
18、s6、分析掌握電性能衰減特性。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：
20、本專利技術(shù)將輻照區(qū)子系統(tǒng)和測(cè)試區(qū)子系統(tǒng)分離，并利用采樣電阻、工況機(jī)、高壓直流電源、示波器，能夠?qū)崿F(xiàn)大功率晶閘管在中子輻照下電性能衰減情況的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。進(jìn)一步階梯式樣品測(cè)試架設(shè)計(jì)，將被測(cè)大功率晶閘管分組置于與人工中子源末端不同距離處，接受不同中子注量下的中子輻照，可實(shí)現(xiàn)不同中子注量導(dǎo)致大功率晶閘管電性能衰減的同步測(cè)試，測(cè)試效率高，測(cè)試成本低。
21、本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)大功率晶閘管在中子輻照下電性能衰減情況的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，可實(shí)現(xiàn)不同中子注量導(dǎo)致大功率晶閘管電性能衰減的同步測(cè)試，測(cè)試效率高，測(cè)試成本低。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)，包括處于重鉛屏蔽體內(nèi)的輻照區(qū)子系統(tǒng)和處于重鉛屏蔽體外的測(cè)試區(qū)子系統(tǒng)，其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述人工中子源由中子發(fā)生設(shè)備和中子輸出柱構(gòu)成，中子輸出柱的柱體為圓柱形，中子輸出柱的末端為球形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述晶閘管組一、晶閘管組二和晶閘管組三中的被測(cè)大功率晶閘管到人工中子源之間的距離比為1:2:3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述晶閘管組一、晶閘管組二和晶閘管組三中包括陰極朝向人工中子源末端和陽(yáng)極朝向人工中子源末端兩個(gè)子對(duì)照組，每個(gè)子對(duì)照組中包括兩個(gè)被測(cè)大功率晶閘管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓直流電源通過孔洞穿過重鉛屏蔽體連接至所述限流電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)，其
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓直流電源接地且與工況機(jī)電性連接。
8.一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)，包括處于重鉛屏蔽體內(nèi)的輻照區(qū)子系統(tǒng)和處于重鉛屏蔽體外的測(cè)試區(qū)子系統(tǒng)，其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述人工中子源由中子發(fā)生設(shè)備和中子輸出柱構(gòu)成，中子輸出柱的柱體為圓柱形，中子輸出柱的末端為球形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述晶閘管組一、晶閘管組二和晶閘管組三中的被測(cè)大功率晶閘管到人工中子源之間的距離比為1:2:3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子輻照下大功率晶閘管電性能衰減測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述晶閘管組一、晶閘管組二和晶閘管組三中包括陰極朝向人工中子源末端和...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：仝瑋，向念文，吳亞楠，宋執(zhí)權(quán)，劉冬梅，張宇嬌，薛建議，陳志偉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：合肥工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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