專利名稱：一種硅整流堆反向特性測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種硅整流堆性能測試裝置，具體來說，涉及一種硅整流堆反向
特性測試裝置。
背景技術(shù)：
硅堆是加速器的關(guān)鍵部件之一。它由整流芯子和帶保護(hù)球隙的金屬屏蔽盒組成， 每個(gè)硅堆的平均輸出電壓為50KV。整流芯子由數(shù)百只硅二極管串聯(lián)而成，其電路設(shè)計(jì)采取 了均壓和限流措施。例如，地那米加速器利用多級串聯(lián)整流系統(tǒng)把高頻交流功率變換為高 壓直流功率。具體為高頻變壓器把高頻電壓加到兩塊直立的射頻電極之間，通過射頻電極 與整流柱的半環(huán)形電暈環(huán)之間的分布電容把高頻電壓耦合到電暈環(huán)上，硅堆就接在相對的 電暈環(huán)之間，從高壓電極到地形成一個(gè)串聯(lián)的整流電路。每個(gè)硅堆把相對的電暈環(huán)間耦合 得到的高頻電壓整流成直流高壓，這些直流高壓串聯(lián)迭加，就得到地那米加速器的直流高 壓。因?yàn)槊總€(gè)硅堆的平均輸出電壓為E。二50KV，而它的極性與二級管極性相反，因而，每個(gè) 硅堆承受的反向電壓平均為^ = 2E。；但實(shí)際上由于硅堆在整流柱中所處電位不同。各個(gè) 硅堆實(shí)際承受的反向電壓是不相等的。處于最高電位的硅堆，所承受的反向電壓最高，約是 平均值的1.4倍。因此，為了保證硅堆在加速器中正常運(yùn)用，需要對其反向特性在正式使用 前進(jìn)行測試。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種硅整流堆反向特性測試裝置，以測試
硅整流堆的反向耐壓性能是否能夠滿足應(yīng)用要求。 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 —種硅整流堆反向特性測試裝置，其特征在于，包括工頻試驗(yàn)變壓器、高壓引線 球、絕緣柱、銅柱、密封容器、硅堆陽極端、硅堆陰極定位板、電阻電容組件、導(dǎo)體絕緣密封 套、導(dǎo)體棒、毫安表、絕緣套、定位板彈簧機(jī)構(gòu)、導(dǎo)氣系統(tǒng)、氣體壓力表、機(jī)架、抽真空裝置、四 通管、導(dǎo)線和螺栓； 所述的工頻試驗(yàn)變壓器、密封容器、毫安表、導(dǎo)氣系統(tǒng)、氣體壓力表、抽真空裝置位 于所述的機(jī)架上； 所述的絕緣柱、銅柱、硅堆陽極端、硅堆陰極定位板、電阻電容組件、導(dǎo)體絕緣密封 套、導(dǎo)體棒、絕緣套和定位板彈簧機(jī)構(gòu)位于所述的密封容器中；所述的絕緣柱呈柱狀體，中 間空心，其密封固定連接在所述的密封容器頂端；所述的銅柱固定于絕緣柱中空部位，其兩 端伸出絕緣柱。所述的銅柱底端與所述的硅堆陽極端固定連接；所述的硅堆陰極定位板上 有凸臺(tái)，其通過所述的絕緣套與固定在所述的密封容器底端的定位板彈簧機(jī)構(gòu)連接；所述 的導(dǎo)體絕緣密封套固定連接在密封容器底端；所述的導(dǎo)體棒套裝在導(dǎo)體絕緣密封套中，并 且其兩端伸出導(dǎo)體絕緣密封套；所述的硅堆陰極定位板和導(dǎo)體棒連接有電阻電容組件，該 電阻和電容通過導(dǎo)線并聯(lián)；[0008] 所述的高壓引線球是個(gè)金屬球，兩端有沉孔，其頂端沉孔連接到所述的工頻試驗(yàn)
變壓器正極，底端沉孔連接到銅柱頂端； 所述的毫安表與所述的導(dǎo)體棒下端連接； 所述的密封容器的底部連接一個(gè)四通管道，分別連接所述的導(dǎo)氣系統(tǒng)、所述的氣 體壓力表和所述的抽真空裝置；其中，該導(dǎo)氣系統(tǒng)中的氣體為絕緣氣體。 采用上述技術(shù)方案，通過工頻試驗(yàn)變壓器、高壓引線球、絕緣柱、銅柱、密封容器、 硅堆陽極端、硅堆陰極定位板、電阻電容組件、導(dǎo)體絕緣密封套、導(dǎo)體棒、毫安表、絕緣套、定 位板彈簧機(jī)構(gòu)、導(dǎo)氣系統(tǒng)、氣體壓力表、機(jī)架、抽真空裝置、四通管、導(dǎo)線和螺栓的組裝，可以 檢測出硅堆的反向耐壓性能，進(jìn)而判斷出這種硅堆是否可以應(yīng)用到加速器中。

圖1是本實(shí)用新型的一種硅整流堆反向特性測試裝置的縱向剖視圖。 圖2是本實(shí)用新型的一種硅整流堆反向特性測試裝置的工作原理圖。
圖中，1、工頻試驗(yàn)變壓器；2、高壓引線球；3勻場墊圈；4、絕緣柱；5、銅柱；6、密封
容器；7、硅堆陽極端；8、硅堆；9、硅堆陰極定位板；10、電阻電容組件；11、導(dǎo)體絕緣密封套；
12、導(dǎo)體棒；13、毫安表；14、觀察窗；15、絕緣套；16、定位板彈簧機(jī)構(gòu)；17、導(dǎo)氣系統(tǒng)；18、氣
體壓力表；19、機(jī)架；20、抽真空裝置。
具體實(shí)施方式如圖1所示，本實(shí)用新型的一種硅整流堆反向特性測試裝置，包括工頻試驗(yàn)變壓 器1、高壓引線球2、絕緣柱4、銅柱5、密封容器6、硅堆陽極端7、硅堆陰極定位板9、電阻電 容組件10、導(dǎo)體絕緣密封套11、導(dǎo)體棒12、毫安表13、絕緣套15、定位板彈簧機(jī)構(gòu)16、導(dǎo)氣 系統(tǒng)17、氣體壓力表18、機(jī)架19、抽真空裝置20、四通管、導(dǎo)線和螺栓。 工頻試驗(yàn)變壓器1、密封容器6、毫安表13、導(dǎo)氣系統(tǒng)17、氣體壓力表18、抽真空裝 置20位于機(jī)架19上。 絕緣柱4、銅柱5、硅堆陽極端7、硅堆陰極定位板9、電阻電容組件10、導(dǎo)體絕緣密 封套11、導(dǎo)體棒12、絕緣套15、定位板彈簧機(jī)構(gòu)16位于密封容器6中。其中，絕緣柱4呈柱 狀體，中間空心。絕緣柱4密封固定連接在密封容器6頂端，并且一端在密封容器6夕卜，另 一端在密封容器6內(nèi)。銅柱5固定于絕緣柱4中空部位，其兩端伸出絕緣柱4。銅柱5底 端與硅堆陽極端7通過螺栓固定連接。硅堆陰極定位板9上有凸臺(tái)，其通過絕緣套15與固 定在密封容器6底端的定位板彈簧機(jī)構(gòu)16固定連接。導(dǎo)體絕緣密封套11密封固定連接在 密封容器6底端，并且一端在密封容器6夕卜，另一端在密封容器6內(nèi)。導(dǎo)體棒12密封套裝 在導(dǎo)體絕緣密封套11中，并且其兩端伸出導(dǎo)體絕緣密封套11。硅堆陰極定位板9和導(dǎo)體 棒12之間有電阻電容組件IO，其中電阻和電容通過導(dǎo)線并聯(lián)，兩端連接在硅堆陰極定位板 9和導(dǎo)體棒12上。 高壓引線球2是個(gè)金屬球，位于密封容器6外部。高壓引線球2頂端和底端開有 沉孔，其頂端沉孔連接到工頻試驗(yàn)變壓器1正極，底端沉孔連接到銅柱5頂端。工頻試驗(yàn)變 壓器1負(fù)極接地。 機(jī)架19上的毫安表13與導(dǎo)體棒12下端連接。毫安表13另一端接地。密封容器6的底部有一孔，連接一個(gè)四通管，分別連接導(dǎo)氣系統(tǒng)17、氣體壓力表18和抽真空裝置20。 試驗(yàn)中，工頻試驗(yàn)變壓器采用50kV/500VA為佳，高壓引線頭的極限電壓是50kV。 為增加爬電距離和均勻電場的作用，絕緣柱4軸向截面外形呈波浪形。 為了均勻電場，可以在高壓引線球2和絕緣柱4之間，以及絕緣柱4和硅堆陽極端 7之間各添加一個(gè)勻場墊圈3。 為了觀測硅堆在通電后的狀態(tài)，可以在密封容器6的壁面上設(shè)置觀察窗14。 導(dǎo)氣系統(tǒng)17中的氣體為絕緣氣體，以六氟化硫氣體為佳。 使用該裝置時(shí)，先將硅堆8放在硅堆陰極定位板9上，并使硅堆8底端的凹口與硅 堆陰極定位板9上的凸臺(tái)對應(yīng)；然后安裝密封容器6頂蓋，使硅堆陽極端7壓在硅堆8上， 該過程可以通過定位板彈簧機(jī)構(gòu)16來調(diào)節(jié)；接著打開抽真空裝置20，使氣體壓力表18達(dá) 到試驗(yàn)數(shù)值后，關(guān)閉閥門；打開導(dǎo)氣系統(tǒng)17，當(dāng)氣體壓力表18達(dá)到試驗(yàn)數(shù)值后，關(guān)閉閥門； 打開工頻試驗(yàn)變壓器1開關(guān)，連通電源，觀察毫安表13的變化和硅堆8的反應(yīng)；試驗(yàn)結(jié)束， 關(guān)閉電源，拆除裝置。 連通電路后，電流從工頻試驗(yàn)變壓器1流出，依次經(jīng)過高壓引線球2，銅柱5，硅堆 陽極端7，硅堆8，硅堆陰極定位板9，電阻電容組件10，導(dǎo)體棒12和毫安表13。 該測試裝置的工作原理這是一個(gè)單相半波整流電路，交流高壓通過被測的硅整 流器整流，以高電阻和電容的并聯(lián)組件為負(fù)載，電容與電阻值的選取，應(yīng)保證負(fù)載是電容性 的。逐漸升高輸入的交流電壓，觀察負(fù)載毫安表13，電流應(yīng)該逐漸同步上升。如果硅整流器 工作正常，在負(fù)載上將建立直流高壓，并能測量到正常的穩(wěn)定的負(fù)載電流。如果硅整流器不 正常，負(fù)載毫安表13上會(huì)觀察到指針跳動(dòng)或晃動(dòng)，同時(shí)還可能在觀察窗14里看到球隙打火 亮光。 本實(shí)用新型實(shí)施例中可以應(yīng)用的零部件不限于上文中所提及的具體零部件，只要 能夠?qū)崿F(xiàn)此種功能的零部件皆可替代，例如硅是半導(dǎo)體材料，那么其他半導(dǎo)體材料的整流 堆反向特性測試裝置也可以采用上文中的方案；連接銅柱起到導(dǎo)體作用，只要能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo) 電功能的金屬柱體皆可替代；螺栓起到固定連接兩個(gè)零件的作用，只要能起到固定連接作 用的零件，都可以替代螺栓。
權(quán)利要求一種硅整流堆反向特性測試裝置，其特征在于，包括工頻試驗(yàn)變壓器(1)、高壓引線球(2)、絕緣柱(4)、銅柱(5)、密封容器(6)、硅堆陽極端(7)、硅堆陰極定位板(9)、電阻電容組件(10)、導(dǎo)體絕緣密封套(11)、導(dǎo)體棒(12)、毫安表(13)、絕緣套(15)、定位板彈簧機(jī)構(gòu)(16)、導(dǎo)氣系統(tǒng)(17)、氣體壓力表(18)、機(jī)架(19)、抽真空裝置(20)、四通管、導(dǎo)線和螺栓；所述的工頻試驗(yàn)變壓器(1)、密封容器(6)、毫安表(13)、導(dǎo)氣系統(tǒng)(17)、氣體壓力表(18)、抽真空裝置(20)位于所述的機(jī)架(19)上；所述的絕緣柱(4)、銅柱(5)、硅堆陽極端(7)、硅堆陰極定位板(9)、電阻電容組件(10)、導(dǎo)體絕緣密封套(11)、導(dǎo)體棒(12)、絕緣套(15)和定位板彈簧機(jī)構(gòu)(16)位于所述的密封容器(6)中；其中，所述的絕緣柱(4)呈柱狀體，中間空心，其密封固定連接在密封容器(6)頂端；所述的銅柱(5)固定于絕緣柱(4)中空部位，其兩端伸出絕緣柱(4)；所述的銅柱(5)底端與硅堆陽極端(7)固定連接；所述的硅堆陰極定位板(9)上有凸臺(tái)，其通過所述的絕緣套(15)與固定在密封容器(6)底端的定位板彈簧機(jī)構(gòu)(16)連接；所述的導(dǎo)體絕緣密封套(11)固定連接在密封容器(6)底端；所述的導(dǎo)體棒(12)套裝在導(dǎo)體絕緣密封套(11)中，并且其兩端伸出導(dǎo)體絕緣密封套(11)；所述的硅堆陰極定位板(9)和導(dǎo)體棒(12)間連接有電阻電容組件(10)，該電阻和電容通過導(dǎo)線并聯(lián)；所述的高壓引線球(2)是個(gè)金屬球，兩端有沉孔，其頂端沉孔連接到工頻試驗(yàn)變壓器(1)正極，底端沉孔連接到銅柱(5)頂端；所述的毫安表(13)與導(dǎo)體棒(12)下端連接；所述的密封容器(6)的底部連接一個(gè)四通管，分別連接導(dǎo)氣系統(tǒng)(17)、氣體壓力表(18)和抽真空裝置(20)；其中，該導(dǎo)氣系統(tǒng)(17)中的氣體為絕緣氣體。
2. 按照權(quán)利要求1所述的硅整流堆反向特性測試裝置，其特征在于，還包括勻場墊圈(3) ;該勻場墊圈(3)有兩個(gè)，一個(gè)位于所述的高壓引線球(2)和所述的絕緣柱(4)之間，另 一個(gè)位于所述的絕緣柱(4)和所述的硅堆陽極端(7)之間。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的硅整流堆反向特性測試裝置，其特征在于，所述的絕緣柱(4) 軸向截面外形呈波浪形。
4. 按照權(quán)利要求3所述的硅整流堆反向特性測試裝置，其特征在于，還包括觀察窗 (14)，該觀察窗(14)位于密封容器(6)的壁面上。
5. 按照權(quán)利要求4所述的硅整流堆反向特性測試裝置，其特征在于，所述的絕緣氣體 為六氟化硫。
6. 按照權(quán)利要求5所述的硅整流堆反向特性測試裝置，其特征在于，所述的工頻試驗(yàn) 變壓器(1)的極限電壓是50kV，極限功率是500VA;所述的高壓引線頭的極限電壓是50kV。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種硅整流堆反向特性測試裝置，包括工頻試驗(yàn)變壓器、高壓引線球、絕緣柱、銅柱、密封容器、硅堆陽極端、硅堆陰極定位板、電阻電容組件、導(dǎo)體絕緣密封套、導(dǎo)體棒、毫安表、絕緣套、定位板彈簧機(jī)構(gòu)、導(dǎo)氣系統(tǒng)、氣體壓力表、機(jī)架、抽真空裝置、四通管；其中，絕緣柱中有銅柱，連接在密封容器頂端；銅柱底端與硅堆陽極端連接；硅堆陰極定位板通過絕緣套與定位板彈簧機(jī)構(gòu)連接；導(dǎo)體絕緣密封套中有導(dǎo)體棒，連接在密封容器底端；硅堆陰極定位板和導(dǎo)體棒之間連接有電阻電容組件；高壓引線球頂端連接到工頻試驗(yàn)變壓器正極，底端連接到銅柱頂端；毫安表與導(dǎo)體棒下端連接；密封容器底端通過四通管連接導(dǎo)氣系統(tǒng)、氣體壓力表和抽真空裝置。
文檔編號G01R31/12GK201503476SQ20092023561
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者斯厚智, 陸潔平 申請人:江蘇達(dá)勝加速器制造有限公司