一种开关触发器制造技术

本发明专利技术公开了一种开关触发器，包括脉冲变压器、原方电容器、原方可控开关元件、原方反向二极管、副方触发续流二极管、第一副方触发电流调节电阻以及第二副方触发电流调节电阻，脉冲变压器包括原方绕组、副方高压绕组以及副方低压绕组，原方电容器、原方可控开关元件以及脉冲变压器的原方绕组形成串联连接，原方反向二极管与原方可控开关元件反向并联，副方高压绕组的一端连接第一副方触发电流调节电阻，另一端与副方低压绕组的一端相连，副方高压绕组和副方低压绕组的连接端再串联副方触发续流二极管和第二副方触发电流调节电阻，然后再与第一副方触发电流调节电阻的另一端相连。本发明专利技术电路结构简单，能同时输出较高触发电压和较大触发电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高电压电エ电器技术和脉冲功率
，更具体地，涉及ー种开关触发器。
技术介绍
高压电エ技术和脉冲功率技术中常用的火花间隙类闭合开关，需要有专门的开关触发器提供外施触发电压或电流，以实现开关本体的可控导通。 一般而言，火花间隙开关的触发极和某ー个主电极(阴极或者阳极)构成触发间隙，而ー对主电极(阴极和阳极)构成主间隙。触发器输出的电压用于触发间隙的击穿导通，触发间隙导通后有一定大小的触发电流，这个触发电流会产生一定浓度的等离子进一歩使得主间隙发生击穿导通，从而开关实现闭合。有些火花间隙开关只需要较高的触发电压，例如某些特定结构的触发真空开关；有些火花开关不仅需要一定的触发电压，还需要辅助间隙导通后能够维持一定的触发电流以增大等离子体浓度，提高主间隙导通的概率和效率，例如三电极触发管型开关，就需要较大的触发电流以减小导通时延，増大工作电压范围。开关触发器产生高压大电流输出的基本办法之ー是使用脉冲变压器。基于脉冲变压器制成的开关触发器一般是在脉冲变压器的原方接ー个储能电容器，储能电容器放电后在变压器副方感应出ー个高压。如果ー个基于脉冲变压器制作而成的开关触发器要同时输出较大的触发电压和较大的触发电流，那其功率容量势必要按照触发电压和触发电流的峰值考虑，因此容量要选择得很大。而变压器容量越大，制作起来体积、成本就越高。如果在变压器的副方増加ー个储能电容器，火花间隙开关导通后由这个副方储能电容器的放电过程提供较大触发电流。但这种做法一方面会降低脉冲变压器的输出效率，另ー方面，由于这个电容器不能太大，所能提供的电流比较有限，因此某些情况下还不得不为这个副方电容器增加额外的充电电路以补充其储能，反而增大了触发器的设计和制作难度。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供ー种电路结构简单，能同时输出较高触发电压和较大触发电流的开关触发器。为实现上述目的，本专利技术提供了ー种开关触发器，包括脉冲变压器、原方电容器、原方可控开关元件、原方反向ニ极管、副方触发续流ニ极管、第一副方触发电流调节电阻以及第ニ副方触发电流调节电阻，脉冲变压器包括原方绕组、副方高压绕组以及副方低压绕组，原方电容器、原方可控开关元件以及脉冲变压器的原方绕组形成串联连接，原方反向ニ极管与原方可控开关元件反向并联，副方高压绕组的一端连接第一副方触发电流调节电阻，另一端与副方低压绕组的一端相连，副方高压绕组和副方低压绕组的连接端再串联副方触发续流ニ极管和第二副方触发电流调节电阻，然后再与第一副方触发电流调节电阻的另一端相连，第一副方触发电流调节电阻和第二副方触发电流调节电阻的连接端再连接到开关触发器的高压触发脉冲输出端，副方低压绕组的另一端连接到开关触发器的另ー个高压触发脉冲输出端。副方高压绕组与原方绕组之间的变比大于副方低压绕组与原方绕组之间的变比。副方高压绕组和副方低压绕组的同名端相同或相反。原方可控开关元件可以选用脉冲晶闸管或绝缘栅双极型晶体管。原方可控开关元件导通后的电流流通方向与原方电容器的放电电流方向一致。 副方触发续流ニ极管导通后的电流流通方向与副方低压绕组的输出电流方向一致。从开关触发器的外部来看，开关触发器具有电源输入端ロ、原方可控开关元件的触发导通信号输入端ロ、以及高压触发脉冲输出端ロ，电源输入端ロ与直流供电电源相连， 触发导通信号输入端ロ的高压端与原方可控开关元件的门极相连，低压端与电源输入端ロ的负极共用。从开关触发器的外部来看，开关触发器具有电源输入端ロ、原方可控开关元件SI的触发导通信号输入端ロ、以及高压触发脉冲输出端ロ。通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本专利技术具有以下的有益效果由于触发器的高压输出和大电流输出分别由两个相对独立的绕组及其独特的副方电路提供，因此脉冲变压器的整体容量不必做的很大，从而简化了结构、降低了造价；由于副方电路涉及包含了副方触发电流调节电阻，因此触发输出电流适应范围广，结构简单，易于实现。附图说明图I是本专利技术开关触发器的等效电路图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进ー步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图I所示，如图I所示，本专利技术的开关触发器包括脉冲变压器、原方电容器Cl、原方可控开关元件SI、原方反向ニ极管D1、副方触发续流ニ极管D2、以及副方触发电流调节电阻Rl和R2。从开关触发器的外部来看，开关触发器具有电源输入端ロ 1-1’、原方可控开关元件SI的触发导通信号输入端ロ 2-1’、以及高压触发脉冲输出端ロ 3-3’。图中G代表接地点。脉冲变压器包括原方绕组T0、一个副方高压绕组Tl以及ー个副方低压绕组T2。副方高压绕组Tl与原方绕组TO之间的变比大于副方低压绕组T2与原方绕组TO之间的变比。在脉冲变压器的原方，电源输入端ロ 1-1’与直流供电电源相连，原方电容器Cl、原方可控开关元件Si以及脉冲变压器的原方绕组TO形成串联连接，且原方可控开关元件SI导通后的电流流通方向与原方电容器Cl放电电流方向一致，原方反向ニ极管Dl与原方可控开关元件SI反向并联。原方可控开关元件SI需要在其门极输入一个触发导通电信号使其从断路转为导通状态，触发导通信号输入端ロ 2-1’的高压端2与原方可控开关元件SI的门极相连，低压端I’与电源输入端ロ 1-1’的负极I’共用。在脉冲变压器的副方，副方高压绕组Tl的一端连接副方触发电流调节电阻Rl，另一端与副方低压绕组T2的一端相连，副方高压绕组Tl和副方低压绕组T2的连接端再串联一个副方触发续流ニ极管D2和另ー个副方触发电流调节电阻R2，然后再与前述第一个副方触发电流调节电阻Rl的另一端相连，副方触发电流调节电阻Rl和R2的连接端再连接到开关触发器的高压触发脉冲输出端3，副方低压绕组T2的另一端连接到开关触发器的另ー个高压触发脉冲输出端3’。副方触发续流ニ极管D2导通后的电流流通方向与副方低压绕组T2的输出电流方向一致。副方高压绕组Tl和副方低压绕组T2的同名端可以相同或相反。 在本专利技术另一个实施方式中，可只使用副方触发电流调节电阻Rl和R2中的ー个。原方可控开关元件SI可以选用脉冲晶闸管或绝缘栅双极型晶体管。本实施例开关触发器的工作原理和过程如下电源输入端ロ 1-1’连接ー个整流充电单元以得到符合设计要求的直流电压从而为原方电容器Cl进行充电。Cl达到一定电压，即储存一定能量和电荷后，触发电信号通过触发信号输入端ロ 2-1’至原方可控开关元件SI的门极，使SI由闭合状态转为导通状态，Cl放电,在脉冲变压器原方绕组TO中产生放电电流和感应电压，TO和副方绕组间形成电磁耦合。原方可控开关元件SI与原方反向ニ极管Dl为反向并联连接方式。在具体实现吋，进入触发信号输入端ロ 2-1’的触发导通电信号可以通过光电转换器件，由光信号激发相关电子电路转换为电信号产生。脉冲变压器制作时要实现副方双绕组，可以采用副方绕组增加引出抽头的方法，也可以分别绕两个绕组串联或并联。脉冲变压器两个原方、副方绕组对的变比是不一样的。提供大电流输出的原、副方绕组变比应比提供触发高压的原、副方绕组变比小。根据变压器原理，通过原、副方绕组的电压和变比成正比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关触发器，其特征在于，包括脉冲变压器、原方电容器、原方可控开关元件、原方反向二极管、副方触发续流二极管、第一副方触发电流调节电阻以及第二副方触发电流调节电阻，脉冲变压器包括原方绕组、副方高压绕组以及副方低压绕组，原方电容器、原方可控开关元件以及脉冲变压器的原方绕组形成串联连接，原方反向二极管与原方可控开关元件反向并联，副方高压绕组的一端连接第一副方触发电流调节电阻，另一端与副方低压绕组的一端相连，副方高压绕组和副方低压绕组的连接端再串联副方触发续流二极管和第二副方触发电流调节电阻，然后再与第一副方触发电流调节电阻的另一端相连，第一副方触发电流调节电阻和第二副方触发电流调节电阻的连接端再连接到开关触发器的高压触发脉冲输出端，副方低压绕组的另一端连接到开关触发器的另一个高压触发脉冲输出端。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟和清，李黎，林福昌，鲍超斌，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：