[发明专利]旋转开关多脉冲高压触发装置

说明书

技术领域

本发明涉及高压脉冲电源技术领域，具体涉及一种旋转开关多脉冲高压触发装置。

背景技术

旋转开关是一种高压火花隙开关，为使其可靠导通，需要采用高压触发脉冲来触发。目前旋转开关的触发脉冲装置多采用单个高压脉冲触发，而且触发脉冲电压上升时间较长，达到百微秒，由于旋转开关内部的气体在高速流出，单个高压触发脉冲产生的电离气体浓度非常容易从旋转开关内部流出，造成不易使旋转开关导通；触发脉冲电压上升时间长，会使旋转开关导通发生严重抖动，导通分散性大，并且严重影响旋转开关的可靠触发和高重频工作，因此，迫切需要研制出一种触发脉冲电压上升时间短、触发安全可靠的高压触发装置。

发明内容

为了解决现有的采用单个高压脉冲触发旋转开关存在的触发电压脉冲上升时间长、触发不可靠而影响旋转开关的可靠触发和高重频工作的问题，本发明提供一种触发脉冲电压上升时间短、触发安全可靠的旋转开关多脉冲高压触发装置。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

旋转开关多脉冲高压触发装置，包括：

供电电源，输出三相交流电；

与供电电源电连接的网电整流滤波电路，将输入的三相交流电转换成直流电；

与网电整流滤波电路电连接的储能电容，接收网电整流滤波电路输出的直流电并存储能量；

与储能电容电连接的高压脉冲变压器，所述高压脉冲变压器与旋转开关电极连接，高压脉冲变压器接收储能电容放电产生的脉冲信号并将其转换成高压脉冲信号传递给旋转开关；

与高压脉冲变压器电连接的输出检测反馈电路，检测高压脉冲变压器的输出信号并将其转换成反馈电压信号；

与输出检测反馈电路电连接的PID调节控制电路，接收输出检测反馈电路输出的反馈电压信号并对其进行PID电路调节；

与PID调节控制电路电连接的脉冲控制电路，接收经过PID调节控制电路调节的反馈电压信号并输出脉冲宽度及脉冲个数可调的脉冲信号；

与脉冲控制电路电连接的脉冲信号源和半导体开关驱动电路，脉冲信号源控制整个高压触发装置的工作频率，半导体开关驱动电路接收脉冲控制电路输出的脉冲信号，并将其转换成适合驱动大功率半导体开关的驱动信号，控制大功率半导体开关的开通及关断；

与半导体开关驱动电路电连接的大功率半导体开关，所述大功率半导体开关分别与网电整流滤波电路和储能电容电连接，通过大功率半导体开关的开通与关断控制储能电容的放电和充电，当大功率半导体开关开通时，储能电容放电产生脉冲信号；

与大功率半导体开关电连接的半导体开关保护电路。

所述网电整流滤波电路由滤波器、整流器和滤波电容C1组成。

所述半导体开关驱动电路采用EXB841高速IGBT驱动板。

所述半导体开关保护电路由二极管D1、电容C2和电阻R1组成。

所述输出检测反馈电路由线性光耦HCNR200、两个高速运算放大器CA3130和电阻R4～R6组成。

所述脉冲控制电路由电压调节芯片SG3525芯片、电容C7和C8、电阻R16～R18组成。

所述PID调节控制电路由运算放大器LM358、电阻R8～R15、电容C5和C6组成。

所述脉冲信号源采用TexasInstruments公司的MSP430单片机。

所述大功率半导体开关采用西门康公司的大功率半导体器件SKM200GAL120D。

所述高压脉冲变压器的磁芯采用环形铁基纳米晶磁芯，分成四段绕制。

本发明的有益效果是：本发明的旋转开关多脉冲高压触发装置可应用于触发所有的旋转开关，具有体积小、重量轻的特点，在很大程度上提高触发旋转开关的可靠性及稳定性；本发明在系统单个工作周期内能产生多个高压脉冲连续不断地在旋转开关内部产生脉冲放电，即使旋转开关内部气体在高速流出，也使旋转开关内部的电离气体在一定时间内保持较高浓度，使旋转开关能够迅速导通；同时本发明采用环形脉冲变压器结构，分段绕组结构，使得高压触发脉冲上升时间很短，小于十微秒，使旋转开关可靠导通，并能高重频工作。

附图说明

图1为本发明的旋转开关多脉冲高压触发装置的结构框图；

图2为供电电源、网电整流滤波电路、半导体开关驱动电路、大功率半导体开关、半导体开关保护电路、储能电容、高压脉冲变压器、输出检测反馈电路以及旋转开关之间的连接关系示意图；

图3为脉冲控制电路与PID调节控制电路连接的关系示意图。

具体实施方式