[发明专利]基于脉冲升压变压器及磁开关的RSD触发电路

说明书

本发明公开了一种基于脉冲升压变压器及磁开关的RSD触发电路，包括充电电路，放电主电路，RSD触发电路和控制电路。所述放电主电路串联RSD触发电路，所述充电电路并联于主电路、RSD触发电路两端；所述控制电路并联于充电电路和RSD触发电路两端；所述放电主电路包括RSD开关、磁环L、主电容C0和负载Z0；所述RSD触发电路包括低压脉冲电源，脉冲变压器T，RSD开关K21、K22，磁开关LC，磁开关L21、L22和触发电容Cc。本发明具有直接预充和谐振预充的优势，增加了元件的参数匹配范围，可靠性高，减小了磁芯的总体积，提高了预充电荷的利用率。

技术领域

本发明涉及半导体开关技术领域，具体来说涉及一种基于脉冲升压变压器及磁开关的RSD触发电路。

背景技术

20世纪80年代，前苏联院士I.V.Grekhov发明的反向开关晶体管(RSD)可以实现高di/dt大电流微秒开通。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，从而实现高di/dt微秒开通，同时在短时间内通过很大的电流。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器件的触发方式有直接触发、谐振触发两种，采用直接触发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。谐振触发的能量损耗较大，但较直接触发更易于实现控制，更适用于重复频率脉冲放电。多只RSD器件串联组成的RSD开关的触发可以采用直接触发、谐振触发和变压器升压触发等方式。根据不同实际应用的需要，采用不同的RSD触发电路。发明专利《一种反向开关晶体管的触发电路》(编号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。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于脉冲升压变压器及磁开关的反向开关晶体管触发电路。

所采用的具体技术方案如下：

一种基于脉冲升压变压器及磁开关的RSD触发电路，包括充电电路，放电主电路，RSD触发电路和控制电路。所述放电主电路串联RSD触发电路，所述充电电路连接于放电主电路、RSD触发电路两端；所述控制电路并联于充电电路和RSD触发电路两端；所述放电主电路包括依序串联的RSD开关、磁开关L、主电容C0和负载Z0；所述RSD触发电路包括低压脉冲电源，脉冲变压器T，半导体开关K21、半导体开关K22，磁开关LC，磁开关L21、磁开关L22和触发电容Cc；所述脉冲变压器T、半导体开关K21、磁开关LC、磁开关L、主电容C0、负载Z0、半导体开关K22和触发电容Cc依序串联、构成预充电流回路；所述磁开关L21一端连接于半导体开关K21与磁开关LC的串联连接端、另一端连接于半导体开关K22与触发电容Cc的串联连接端；所述磁开关L22一端连接于负载Z0与半导体开关K22的串联连接端、另一端连接于触发电容Cc与冒充变压器T的串联连接端。

通过采用这种电路结构，其工作过程如下：