[发明专利]一种脉冲晶闸管的触发装置

说明书

技术领域

本发明属于高电压技术与脉冲功率技术领域，更具体地，涉及一种脉冲大功率晶闸管的触发装置。

背景技术

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。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明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。

本发明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R1和电容C1；所述稳压管D1的阴极通过所述电阻R1连接至所述脉冲晶闸管的阳极，所述稳压管D1的阳极连接至所述脉冲晶闸管的阴极；所述电容C1并联连接在所述稳压管D1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R1和所述稳压管D1的连接端，所述二极管D2的阴极与所述电容C1的一端相连并作为耦合取电单元的输出端，所述电容C1的另一端作为供电地。

更进一步优选地，所述稳压管D1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C1的额定电压大于等于稳压管D1稳定电压的1.5倍。