一种反向开关晶体管触发电路制造技术

本发明专利技术提供了一种反向开关晶体管触发电路，属于半导体开关技术领域。它解决了现有半导体开关结构复杂等技术问题。一种反向开关晶体管触发电路包括充电电路、放电主电路和RSD触发电路；充电电路与放电主电路并联，放电主电路与RSD触发电路并联，充电电路包括充电电源。本发明专利技术具有结构简单等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种反向开关晶体管触发电路
本专利技术属于半导体开关
，涉及一种反向开关晶体管触发电路。
技术介绍
20世纪80年代，前苏联院士I.V.Grekhov专利技术的反向开关晶体管(ReverselySwitchedDynistor,RSD)可以实现高di/dt大电流微秒开通。基于RSD的重复频率脉冲功率电源在环境保护、食品保鲜、军事、工业加工等领域有着广泛的应用前景。RSD器件是一种由数万个晶闸管与晶体管元胞相间并联排列的器件，没有普通晶闸管的控制极，采用可控等离子体层触发方式，反向注入触发电流，在整个芯片面积上实现了同步均匀导通，从器件原理上消除了普通晶闸管器件存在的开通局部化现象，可以实现高di/dt微秒开通，同时在短时间内通过很大的电流。基于RSD的高功率脉冲放电系统的总体框图如图1所示，分为充电电路、主电路(主回路)、RSD触发电路及控制电路等四部分。充电电路、主电路(主回路)和RSD触发电路依次串联连接。主电路的主要功能是向负载释放脉冲大电流，是系统的核心，其主要元器件包括放电电容、磁开关(可饱和电感)、半导体功率开关-RSD及负载。充电电路的主要功能是将主电路的放电电容和RSD触发电路中的触发电容充电至工作电压，充电电路的两个输出端连接在主电路的放电电容的正极和负极。可采用的主流充电方案有恒压直流充电、LC谐振充电、LRC谐振充电、串联谐振恒流充电等方式，也可采用其他方式充电。导通控制电路的主要功能是输出控制信号，实现充电电路及RSD触发电路中的半导体开关的导通及关断，并接受后两个电路反馈的电压、电流信号，用以调整控制信号的参数，从而实现重复频率放电。导通控制电路和RSD触发电路分别并联连接。RSD触发电路的主要功能是实现开通RSD的功能，也是本专利技术要阐述的内容。RSD开关的典型触发(预充)电路有直接预充、谐振预充、变压器升压预充等三种。单个RSD器件的预充方式有直接预充、谐振预充两种，采用直接预充开通方式开通效率高，损耗小，充电电路结构较复杂，多应用于单次脉冲放电。谐振预充的能量损耗较大，但较直接预充更易于实现控制，更适用于重复频率脉冲放电。多只RSD器件串并联组成的RSD开关的预充可以采用直接预充、谐振预充和变压器升压预充等方式。根据不同实际应用的需要，采用不同的RSD预充电路。专利技术专利《一种反向开关晶体管的触发电路》(专利号为CN201310109983.8)采用H桥式触发电路用于低压大电流RSD器件的触发，预充电容的充电和放电分别由H桥的两组对角线晶闸管开关或绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)开关控制，与传统预充电路相比，该电路结合了直接触发和谐振触发电路的优点，提高了RSD的预充效率。但是，与传统预充电路相比，该电路增加了三个半导体预充开关，预充电路的控制系统更复杂，显著增加了预充开关的成本，而且只适用于低压RSD开关的触发，降低了改进型电路的实用性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种反向开关晶体管触发电路，本专利技术所要解决的技术问题是简化结构、提高RSD的预充效率。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种反向开关晶体管触发电路，其特征在于，所述触发电路包括充电电路、放电主电路和RSD触发电路；所述充电电路与放电主电路并联，所述放电主电路与所述RSD触发电路并联，所述充电电路包括充电电源。在上述的一种反向开关晶体管触发电路中，所述放电主电路包括第一放电电容C0、第一磁开关L、RSD开关、负载Z0；所述第一放电电容C0、第一磁开关L、RSD开关、负载Z0依次串联；所述充电电源的输出正极连接第一放电电容C0的正极，充电电源的输出负极连接第一放电电容C0的负极。在上述的一种反向开关晶体管触发电路中，所述RSD触发电路包括第一深能级晶体管(Deepleveldynistor，DLD)的开关K21、第二深能级晶体管的开关K22、第二磁开关L21、第三磁开关L22、第二放电电容CC和脉冲电源；所述第二磁开关L21和第三磁开关L22连接，第三磁开关L22和第一深能级晶体管的开关K21串联，第二磁开关L21和第二深能级晶体管的开关K22的连接公共点与第二放电电容CC的正极连接，第三磁开关L22和第一深能级晶体管的开关K21的连接公共点与第二放电电容CC的负极连接，第一深能级晶体管的开关K21和第二深能级晶体管的开关K22的导通电路—脉冲电源的输出正极连接第一深能级晶体管的开关K21的正极和第二磁开关L21的另一端，第一深能级晶体管的开关K21和第二深能级晶体管的开关K22的导通电路—脉冲电源的输出负极连接第二深能级晶体管的开关K22的负极和第三磁开关L22的另一端。在上述的一种反向开关晶体管触发电路中，所述RSD触发电路的输出正极连接放电主电路的正极，RSD触发电路的输出负极连接放电主电路的负极；其中，所述连接放电主电路的正极和负极是指连接放电主电路中的RSD开关的正极和负极。在上述的一种反向开关晶体管触发电路中，所述第二磁开关L21和第三磁开关L22包括导线和磁性材料，所述第二磁开关L21和第三磁开关L22均由所述导线在所述磁性材料的磁芯上缠绕若干圈组成。在上述的一种反向开关晶体管触发电路中，所述磁性材料为铁氧体或环形微晶铁氧体薄膜。在上述的一种反向开关晶体管触发电路中，所述脉冲电源的开关为半导体功率开关，在上述的一种反向开关晶体管触发电路中，所述脉冲电源的开关为晶闸管或IGBT。本专利技术基于脉冲电压导通原理的反向开关晶体管触发电路，具有以下有益效果：本专利技术针对现有RSD触发电路的不足，提出基于磁开关和DLD的H桥触发电路，同时具有直接预充和谐振预充的优势，并避免了这两种触发电路的缺点，减少了放电延时元件-磁开关L的磁芯体积和成本，降低了L的损耗及饱和电感，有利于提高电路的di/dt，同时。本专利技术同时适用于KV电压量级及10KV电压量级的RSD触发电路。附图说明图1为现有技术中基于RSD的高功率脉冲放电系统的总体框图；图2为本专利技术基于RSD的触发电路的电路原理图；图3为本专利技术中第一深能级晶体管的开关K21和第二深能级晶体管的开关K22的触发导通示意图；图4为本专利技术中RSD的触发导通示意图；图5为本专利技术中第一放电电容C0正向放电示意图；图6为本专利技术中基于RSD和磁开关的RSD触发电路具体应用示意图；图7为本专利技术中双晶闸管同步驱动电路应用示意图；图8为本专利技术中晶闸管的触发电流波形示意图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。参见图2至图8，本专利技术为反向开关晶体管触发电路，触发电路包括充电电路、放电主电路和RSD触发电路；充电电路与放电主电路并联，放电主电路与RSD触发电路并联，充电电路包括充电电源。放电主电路包括第一放电电容C0、第一磁开关L、RSD开关、负载Z0；第一放电电容C0、第一磁开关L、RSD开关、负载Z0依次串联；充电电源的输出正极连接第一放电电容C0的正极，充电电源的输出负极连接第一放电电容C0的负极。RSD触发电路包括第一深能级晶体管的开关K21、第二深能级晶体管的开关K22、第二磁开关L21、第三磁开关L22、第二放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反向开关晶体管触发电路，其特征在于，所述触发电路包括充电电路、放电主电路和RSD触发电路；所述充电电路与放电主电路并联，所述放电主电路与所述RSD触发电路并联，所述充电电路包括充电电源。

【技术特征摘要】
1.一种反向开关晶体管触发电路，其特征在于，所述触发电路包括充电电路、放电主电路和RSD触发电路；所述充电电路与放电主电路并联，所述放电主电路与所述RSD触发电路并联，所述充电电路包括充电电源。2.根据权利要求1所述一种反向开关晶体管触发电路，其特征在于，所述放电主电路包括第一放电电容C0、第一磁开关L、RSD开关、负载Z0；所述第一放电电容C0、第一磁开关L、RSD开关、负载Z0依次串联；所述充电电源的输出正极连接第一放电电容C0的正极，充电电源的输出负极连接第一放电电容C0的负极。3.根据权利要求2所述一种反向开关晶体管触发电路，其特征在于，所述RSD触发电路包括第一深能级晶体管(Deepleveldynistor，DLD)的开关K21、第二深能级晶体管的开关K22、第二磁开关L21、第三磁开关L22、第二放电电容CC和脉冲电源；所述第二磁开关L21和第三磁开关L22连接，第三磁开关L22和第一深能级晶体管的开关K21串联，第二磁开关L21和第二深能级晶体管的开关K22的连接公共点与第二放电电容CC的正极连接，第三磁开关L22和第一深能级晶体管的开关K21的连接公共点与第二放电电容CC的负极连接，第一深能级晶体管的开...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭亚斌，雷涛，卢社阶，陈小玲，
申请(专利权)人：湖北科技学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42