一种脉冲晶闸管的触发装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种脉冲晶闸管的触发装置；包括光触发信号接收电路、耦合取电电路、脉冲控制电路和脉冲输出电路；光触发信号接收电路的电源端与耦合取电电路的输出端连接；耦合取电电路的第一输入端用于连接脉冲晶闸管的阳极，耦合取电电路的第二输入端用于连接脉冲晶闸管的阴极；脉冲控制电路的输入端与光触发信号接收电路的输出端连接，脉冲控制电路的电源端与耦合取电电路的输出端连接；脉冲输出电路的输入端连接至脉冲控制电路的输出端，脉冲输出电路的输出端用于连接至脉冲晶闸管的门极。本发明专利技术提供的触发装置既不需要供电电源又不需要使用隔离变压器，使得触发装置的结构得到轻小化设计；使得晶闸管触发装置的安装变得十分简单且可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
—种脉冲晶闸管的触发装置
本专利技术属于高电压技术与脉冲功率
，更具体地，涉及一种脉冲大功率晶闸管的触发装置。
技术介绍
脉冲功率技术是一个研究在相对较长的时间里把能量储存起来，然后经过快速压缩、转换，最后释放给负载的新兴科技领域，具有高功率、高电压、大电流、电流上升速率大、脉冲持续时间短等特点。脉冲功率电源是脉冲功率技术应用的典型代表，而开关更是脉冲功率电源的关键器件。脉冲功率电源中常用的开关有真空触发开关(TVS)、半导体开关(晶闸管等)和火花开关等。现在脉冲功率电源中常用的开关主要是半导体开关中的大功率晶闸管。晶闸管是PNPN四层半导体结构，具有三个极:阳极、阴极和门极，其开通需要专门的触发装置给出触发信号。晶闸管的触发方式可以分为三种。(a)电磁触发方式。电磁触发方式是将触发信号经脉冲隔离变压器隔离后送到处于高电位的晶闸管门极。绝缘和电磁兼容是此种触发方式所面对的主要问题；另外脉冲变压器一般体积较大，增加了触发装置的体积。(b)直接光触发方式。直接光触发方式就是将触发脉冲信号转变为光脉冲，直接触发光控晶闸管。由于光控晶闸管国内基本无定型产品，而国外产品价格非常昂贵，所以此种触发方式应用受限。(c)间接光触发方式。此种触发方式分为前后两级触发源，而前后之间采用光纤传递触发信号。一般的间接光触发回路比较复杂，特别是回路中需要使用隔离供电电源，增加了触发装置的体积、降低了触发装置的可靠性。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术的目的在于提供了一种结构简单且可靠性高的脉冲晶闸管的触发装置；由此解决现有技术中需要使用隔离供电电源导致触发装置的体积大、可靠性低的技术问题。本专利技术提供了一种脉冲晶闸管的触发装置，包括光触发信号接收电路、耦合取电电路、脉冲控制电路和脉冲输出电路；所述光触发信号接收电路的电源端与所述耦合取电电路的输出端连接，所述光触发信号接收电路的地端接地；所述耦合取电电路的第一输入端用于连接脉冲晶闸管SCR的阳极A，所述耦合取电电路的第二输入端用于连接脉冲晶闸管SCR的阴极K ;所述脉冲控制电路的输入端与所述光触发信号接收电路的输出端连接，所述脉冲控制电路的电源端与所述耦合取电电路的输出端连接；所述脉冲控制电路的地端接地；所述脉冲输出电路的输入端连接至所述脉冲控制电路的输出端，所述脉冲输出电路的输出端用于连接至所述脉冲晶闸管的门极G ;工作时，光触发信号接收电路接收前级光纤传递的光触发信号，并将所述光触发信号转换为电脉冲信号后输出；脉冲控制回路接收光触发信号接收电路输出的电脉冲信号，所述电脉冲信号为脉冲控制回路的启动信号，所述脉冲控制回路导通后，脉冲输出电路形成晶闸管触发信号，且触发信号的幅值可调；耦合取电电路通过与主回路的耦合将能量储存在电容中，为光触发信号接收电路、脉冲控制回路以及脉冲输出电路提供稳定的供电电源和能量。更进一步优选地，所述耦合取电电路包括并联连接在脉冲晶闸管的阴、阳极之间的耦合取电单元；每一个耦合取电单元包括:稳压管D1、电阻Rl和电容Cl ;所述稳压管Dl的阴极通过所述电阻Rl连接至所述脉冲晶闸管的阳极，所述稳压管Dl的阳极连接至所述脉冲晶闸管的阴极；所述电容Cl并联连接在所述稳压管Dl的两端。更进一步优选地，耦合取电单元还包括二极管D2 ;所述二极管D2的阳极连接在所述电阻Rl和所述稳压管Dl的连接端，所述二极管D2的阴极与所述电容Cl的一端相连并作为耦合取电单元的输出端，所述电容Cl的另一端作为供电地。更进一步优选地，所述稳压管Dl的稳定电压U大于所述晶闸管需要的触发脉冲的幅值。更进一步优选地，所述储能电容Cl的额定电压大于等于稳压管Dl稳定电压的1.5倍。更进一步优选地，所述光触发信号接收电路100包括:电容C2、二极管D9、电阻R7、电阻R8、电阻R10、光敏二极管D8、二极管D3和三极管Kl ;二极管D9的阳极作为光触发信号接收电路的电源端，二极管D9的阴极作为光触发信号接收电路的输出端；电容C2的一端与二极管D9的阴极连接；电阻R7的一端与二极管D9的阴极连接，电阻R7的另一端连接至光敏二极管D8的阳极；电阻R8的一端连接至电阻R7和光敏二极管D8的连接端，电阻R8的另一端连接至三极管Kl的基极；二极管D3的阴极连接至二极管D9的阴极，二极管D3的阳极连接至电阻R8和三极管Kl的连接端；三极管Kl的发射极连接至二极管D9的阴极，三极管Kl的集电极与电阻RlO的一端连接；电容C2的另一端、光敏二极管D8的阴极和电阻RlO的另一端均接地。更进一步优选地，脉冲控制电路包括:电阻R9、电阻R2、电阻R3、电阻R4、场效应管K2、场效应管K3、稳压管D4和稳压管D5 ;场效应管K2的栅极通过电阻R3连接至三极管Kl的集电极，场效应管K2的漏极通过电阻R9连接至光触发信号接收电路的输出端；场效应管K3的栅极通过电阻R2连接至光触发信号接收电路的电源端，场效应管K3的源极连接至光触发信号接收电路的第一端；二极管D4的阴极连接至光触发信号接收电路的第一端，稳压管D4的阳极连接至场效应管K2的漏极；电阻R4的一端连接至场效应管K2的栅极，电阻R4的另一端和场效应管K2的源极连接后与脉冲晶闸管的阴极K连接；所述稳压管D5的阴极连接至场效应管K2的栅极，所述稳压管D5的阳极连接至阴极K。更进一步优选地，所述场效应管K2为N沟道增强型MOSFET ;场效应管K3为P沟道增强型MOSFET。更进一步优选地，脉冲输出电路包括:二极管D6、二极管D7电阻R5、电阻R6和电容C3 ;二极管D6的阳极连接至场效应管K3的漏极，二极管D6的阴极通过电阻R5连接至脉冲晶闸管的门极G ;二极管D7的阴极连接至二极管D6与电阻R5的连接端，二极管D7的阳极连接至K ;电容C3与电阻R5并联连接；电阻R6并联连接在脉冲晶闸管门极G和阴极K之间。更进一步优选地，所述触发装置采用金属铝屏蔽盒封装。本专利技术提供的触发装置既不需要供电电源又不需要使用隔离变压器，使得触发装置的结构得到轻小化设计；使得晶闸管触发装置的安装变得十分简单(不需要外部的独立电源)，同时采用了金属铝屏蔽盒将触发装置整体封装，进一步提高了触发装置的抗干扰性，提高了触发装置的可靠性。【附图说明】图1为本专利技术实施例提供的脉冲晶闸管的触发装置的原理框图；图2为本专利技术实施例提供的脉冲晶闸管的触发装置的耦合取电电路的原理示意图；图3为本专利技术实施例提供的脉冲晶闸管的触发装置的具体电路图；图4为本专利技术实施例提供的脉冲晶闸管的触发装置的输出波形示意图；(a)三套触发装置同时触发时的触发脉冲(b)三套触发装置同时触发时的时延。【具体实施方式】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一步详细说明。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。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。脉冲晶闸管一般应用于高电压大电流领域，因此脉冲晶闸管的触发通常是一种高电位触发，即在晶闸管触发之前(多片晶闸管串联使用)或晶闸管触发之后(单片晶闸管)，晶闸管的阴极会处于高电位；由于晶闸管阴极与触发装置直接相连，因此触本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲晶闸管的触发装置，其特征在于，包括光触发信号接收电路（100）、耦合取电电路（200）、脉冲控制电路（300）和脉冲输出电路（400）；所述光触发信号接收电路（100）的电源端与所述耦合取电电路（200）的输出端连接，所述光触发信号接收电路（100）的地端接地；所述耦合取电电路（200）的第一输入端用于连接脉冲晶闸管SCR的阳极A，所述耦合取电电路（200）的第二输入端用于连接脉冲晶闸管SCR的阴极K；所述脉冲控制电路（300）的输入端与所述光触发信号接收电路（100）的输出端连接，所述脉冲控制电路（300）的电源端与所述耦合取电电路（200）的输出端连接；所述脉冲控制电路（300）的地端接地；所述脉冲输出电路（400）的输入端连接至所述脉冲控制电路（300）的输出端，所述脉冲输出电路（400）的输出端用于连接至所述脉冲晶闸管的门极G；工作时，光触发信号接收电路（100）接收前级光纤传递的光触发信号，并将所述光触发信号转换为电脉冲信号后输出；脉冲控制回路（300）接收光触发信号接收电路（100）输出的电脉冲信号，所述电脉冲信号为脉冲控制回路（300）的启动信号，所述脉冲控制回路（300）导通后，脉冲输出电路（400）形成晶闸管触发信号，且触发信号的幅值可调；耦合取电电路（200）通过与主回路的耦合将能量储存在电容中，为光触发信号接收电路（100）、脉冲控制回路（300）以及脉冲输出电路（400）提供稳定的供电电源和能量。...

【技术特征摘要】
1.一种脉冲晶闸管的触发装置，其特征在于，包括光触发信号接收电路(100)、耦合取电电路(200 )、脉冲控制电路(300 )和脉冲输出电路(400 ); 所述光触发信号接收电路(100)的电源端与所述耦合取电电路(200)的输出端连接，所述光触发信号接收电路(100)的地端接地； 所述耦合取电电路(200)的第一输入端用于连接脉冲晶闸管SCR的阳极A，所述耦合取电电路(200)的第二输入端用于连接脉冲晶闸管SCR的阴极K ; 所述脉冲控制电路(300)的输入端与所述光触发信号接收电路(100)的输出端连接，所述脉冲控制电路(300)的电源端与所述耦合取电电路(200)的输出端连接；所述脉冲控制电路(300)的地端接地； 所述脉冲输出电路(400)的输入端连接至所述脉冲控制电路(300)的输出端，所述脉冲输出电路(400)的输出端用于连接至所述脉冲晶闸管的门极G ; 工作时，光触发信号接收电路(100)接收前级光纤传递的光触发信号，并将所述光触发信号转换为电脉冲信号后输出；脉冲控制回路(300)接收光触发信号接收电路(100)输出的电脉冲信号，所述电脉冲信号为脉冲控制回路(300)的启动信号，所述脉冲控制回路(300)导通后，脉冲输出电路(400)形成晶闸管触发信号，且触发信号的幅值可调；耦合取电电路(200)通过与主回路的耦合将能量储存在电容中，为光触发信号接收电路(100)、脉冲控制回路(3 00)以及脉冲输出电路(400)提供稳定的供电电源和能量。2.如权利要求1所述的触发装置，其特征在于，所述耦合取电电路(200)包括并联连接在脉冲晶闸管的阴、阳极之间的耦合取电单元(201);每一个耦合取电单元(201)包括:稳压管D1、电阻Rl和电容Cl ;所述稳压管Dl的阴极通过所述电阻Rl连接至所述脉冲晶闸管的阳极，所述稳压管Dl的阳极连接至所述脉冲晶闸管的阴极；所述电容Cl并联连接在所述稳压管Dl的两端。3.如权利要求2所述的触发装置，其特征在于，耦合取电单元(201)还包括二极管D2；所述二极管D2的阳极连接在所述电阻Rl和所述稳压管Dl的连接端，所述二极管D2的阴极与所述电容Cl的一端相连并作为所述耦合取电单元的输出端，所述电容Cl的另一端作为供电地。4.如权利要求2所述的触发装置，其特征在于，所述稳压管Dl的稳定电压U大于所述晶闸管需要的触发脉冲的幅值。5.如权利要求2所述的触发装置，其特征在于，所述储能电容Cl的额定电压大于等于所述稳压管Dl稳定电压的1.5倍。6.如权利要求1所述的触发装置，其特征在于，所述光触发信号接收电路(100)包括:电容C2、二极管D9、电阻R7、电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴玲，赵廷志，张钦，黄庆华，林福昌，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：