一種開關觸發器制造技術

本發明專利技術公開了一種開關觸發器，包括脈沖變壓器、原方電容器、原方可控開關元件、原方反向二極管、副方觸發續流二極管、第一副方觸發電流調節電阻以及第二副方觸發電流調節電阻，脈沖變壓器包括原方繞組、副方高壓繞組以及副方低壓繞組，原方電容器、原方可控開關元件以及脈沖變壓器的原方繞組形成串聯連接，原方反向二極管與原方可控開關元件反向并聯，副方高壓繞組的一端連接第一副方觸發電流調節電阻，另一端與副方低壓繞組的一端相連，副方高壓繞組和副方低壓繞組的連接端再串聯副方觸發續流二極管和第二副方觸發電流調節電阻，然后再與第一副方觸發電流調節電阻的另一端相連。本發明專利技術電路結構簡單，能同時輸出較高觸發電壓和較大觸發電流。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于高電壓電エ電器技術和脈沖功率
，更具體地，涉及ー種開關觸發器。
技術介紹
高壓電エ技術和脈沖功率技術中常用的火花間隙類閉合開關，需要有專門的開關觸發器提供外施觸發電壓或電流，以實現開關本體的可控導通。 一般而言，火花間隙開關的觸發極和某ー個主電極(陰極或者陽極)構成觸發間隙，而ー對主電極(陰極和陽極)構成主間隙。觸發器輸出的電壓用于觸發間隙的擊穿導通，觸發間隙導通后有一定大小的觸發電流，這個觸發電流會產生一定濃度的等離子進一歩使得主間隙發生擊穿導通，從而開關實現閉合。有些火花間隙開關只需要較高的觸發電壓，例如某些特定結構的觸發真空開關；有些火花開關不僅需要一定的觸發電壓，還需要輔助間隙導通后能夠維持一定的觸發電流以增大等離子體濃度，提高主間隙導通的概率和效率，例如三電極觸發管型開關，就需要較大的觸發電流以減小導通時延，増大工作電壓范圍。開關觸發器產生高壓大電流輸出的基本辦法之ー是使用脈沖變壓器。基于脈沖變壓器制成的開關觸發器一般是在脈沖變壓器的原方接ー個儲能電容器，儲能電容器放電后在變壓器副方感應出ー個高壓。如果ー個基于脈沖變壓器制作而成的開關觸發器要同時輸出較大的觸發電壓和較大的觸發電流，那其功率容量勢必要按照觸發電壓和觸發電流的峰值考慮，因此容量要選擇得很大。而變壓器容量越大，制作起來體積、成本就越高。如果在變壓器的副方増加ー個儲能電容器，火花間隙開關導通后由這個副方儲能電容器的放電過程提供較大觸發電流。但這種做法一方面會降低脈沖變壓器的輸出效率，另ー方面，由于這個電容器不能太大，所能提供的電流比較有限，因此某些情況下還不得不為這個副方電容器增加額外的充電電路以補充其儲能，反而增大了觸發器的設計和制作難度。
技術實現思路
針對現有技術的缺陷，本專利技術的目的在于提供ー種電路結構簡單，能同時輸出較高觸發電壓和較大觸發電流的開關觸發器。為實現上述目的，本專利技術提供了ー種開關觸發器，包括脈沖變壓器、原方電容器、原方可控開關元件、原方反向ニ極管、副方觸發續流ニ極管、第一副方觸發電流調節電阻以及第ニ副方觸發電流調節電阻，脈沖變壓器包括原方繞組、副方高壓繞組以及副方低壓繞組，原方電容器、原方可控開關元件以及脈沖變壓器的原方繞組形成串聯連接，原方反向ニ極管與原方可控開關元件反向并聯，副方高壓繞組的一端連接第一副方觸發電流調節電阻，另一端與副方低壓繞組的一端相連，副方高壓繞組和副方低壓繞組的連接端再串聯副方觸發續流ニ極管和第二副方觸發電流調節電阻，然后再與第一副方觸發電流調節電阻的另一端相連，第一副方觸發電流調節電阻和第二副方觸發電流調節電阻的連接端再連接到開關觸發器的高壓觸發脈沖輸出端，副方低壓繞組的另一端連接到開關觸發器的另ー個高壓觸發脈沖輸出端。副方高壓繞組與原方繞組之間的變比大于副方低壓繞組與原方繞組之間的變比。副方高壓繞組和副方低壓繞組的同名端相同或相反。原方可控開關元件可以選用脈沖晶閘管或絕緣柵雙極型晶體管。原方可控開關元件導通后的電流流通方向與原方電容器的放電電流方向一致。 副方觸發續流ニ極管導通后的電流流通方向與副方低壓繞組的輸出電流方向一致。從開關觸發器的外部來看，開關觸發器具有電源輸入端ロ、原方可控開關元件的觸發導通信號輸入端ロ、以及高壓觸發脈沖輸出端ロ，電源輸入端ロ與直流供電電源相連， 觸發導通信號輸入端ロ的高壓端與原方可控開關元件的門極相連，低壓端與電源輸入端ロ的負極共用。從開關觸發器的外部來看，開關觸發器具有電源輸入端ロ、原方可控開關元件SI的觸發導通信號輸入端ロ、以及高壓觸發脈沖輸出端ロ。通過本專利技術所構思的以上技術方案，與現有技術相比，本專利技術具有以下的有益效果由于觸發器的高壓輸出和大電流輸出分別由兩個相對獨立的繞組及其獨特的副方電路提供，因此脈沖變壓器的整體容量不必做的很大，從而簡化了結構、降低了造價；由于副方電路涉及包含了副方觸發電流調節電阻，因此觸發輸出電流適應范圍廣，結構簡單，易于實現。附圖說明圖I是本專利技術開關觸發器的等效電路圖。具體實施例方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進ー步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。如圖I所示，如圖I所示，本專利技術的開關觸發器包括脈沖變壓器、原方電容器Cl、原方可控開關元件SI、原方反向ニ極管D1、副方觸發續流ニ極管D2、以及副方觸發電流調節電阻Rl和R2。從開關觸發器的外部來看，開關觸發器具有電源輸入端ロ 1-1’、原方可控開關元件SI的觸發導通信號輸入端ロ 2-1’、以及高壓觸發脈沖輸出端ロ 3-3’。圖中G代表接地點。脈沖變壓器包括原方繞組T0、一個副方高壓繞組Tl以及ー個副方低壓繞組T2。副方高壓繞組Tl與原方繞組TO之間的變比大于副方低壓繞組T2與原方繞組TO之間的變比。在脈沖變壓器的原方，電源輸入端ロ 1-1’與直流供電電源相連，原方電容器Cl、原方可控開關元件Si以及脈沖變壓器的原方繞組TO形成串聯連接，且原方可控開關元件SI導通后的電流流通方向與原方電容器Cl放電電流方向一致，原方反向ニ極管Dl與原方可控開關元件SI反向并聯。原方可控開關元件SI需要在其門極輸入一個觸發導通電信號使其從斷路轉為導通狀態，觸發導通信號輸入端ロ 2-1’的高壓端2與原方可控開關元件SI的門極相連，低壓端I’與電源輸入端ロ 1-1’的負極I’共用。在脈沖變壓器的副方，副方高壓繞組Tl的一端連接副方觸發電流調節電阻Rl，另一端與副方低壓繞組T2的一端相連，副方高壓繞組Tl和副方低壓繞組T2的連接端再串聯一個副方觸發續流ニ極管D2和另ー個副方觸發電流調節電阻R2，然后再與前述第一個副方觸發電流調節電阻Rl的另一端相連，副方觸發電流調節電阻Rl和R2的連接端再連接到開關觸發器的高壓觸發脈沖輸出端3，副方低壓繞組T2的另一端連接到開關觸發器的另ー個高壓觸發脈沖輸出端3’。副方觸發續流ニ極管D2導通后的電流流通方向與副方低壓繞組T2的輸出電流方向一致。副方高壓繞組Tl和副方低壓繞組T2的同名端可以相同或相反。 在本專利技術另一個實施方式中，可只使用副方觸發電流調節電阻Rl和R2中的ー個。原方可控開關元件SI可以選用脈沖晶閘管或絕緣柵雙極型晶體管。本實施例開關觸發器的工作原理和過程如下電源輸入端ロ 1-1’連接ー個整流充電單元以得到符合設計要求的直流電壓從而為原方電容器Cl進行充電。Cl達到一定電壓，即儲存一定能量和電荷后，觸發電信號通過觸發信號輸入端ロ 2-1’至原方可控開關元件SI的門極，使SI由閉合狀態轉為導通狀態，Cl放電,在脈沖變壓器原方繞組TO中產生放電電流和感應電壓，TO和副方繞組間形成電磁耦合。原方可控開關元件SI與原方反向ニ極管Dl為反向并聯連接方式。在具體實現吋，進入觸發信號輸入端ロ 2-1’的觸發導通電信號可以通過光電轉換器件，由光信號激發相關電子電路轉換為電信號產生。脈沖變壓器制作時要實現副方雙繞組，可以采用副方繞組增加引出抽頭的方法，也可以分別繞兩個繞組串聯或并聯。脈沖變壓器兩個原方、副方繞組對的變比是不一樣的。提供大電流輸出的原、副方繞組變比應比提供觸發高壓的原、副方繞組變比小。根據變壓器原理，通過原、副方繞組的電壓和變比成正比本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種開關觸發器，其特征在于，包括脈沖變壓器、原方電容器、原方可控開關元件、原方反向二極管、副方觸發續流二極管、第一副方觸發電流調節電阻以及第二副方觸發電流調節電阻，脈沖變壓器包括原方繞組、副方高壓繞組以及副方低壓繞組，原方電容器、原方可控開關元件以及脈沖變壓器的原方繞組形成串聯連接，原方反向二極管與原方可控開關元件反向并聯，副方高壓繞組的一端連接第一副方觸發電流調節電阻，另一端與副方低壓繞組的一端相連，副方高壓繞組和副方低壓繞組的連接端再串聯副方觸發續流二極管和第二副方觸發電流調節電阻，然后再與第一副方觸發電流調節電阻的另一端相連，第一副方觸發電流調節電阻和第二副方觸發電流調節電阻的連接端再連接到開關觸發器的高壓觸發脈沖輸出端，副方低壓繞組的另一端連接到開關觸發器的另一個高壓觸發脈沖輸出端。2.根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘和清，李黎，林福昌，鮑超斌，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發明
國別省市：