[发明专利]一种适用高电压大功率脉冲放电的串联晶闸管驱动器

权利要求书

1.一种适用高电压大功率脉冲放电的串联晶闸管驱动器，其特征在于，包括高压电缆、脉冲模块和驱动模块；其中：

所述驱动模块包括多个高磁导率环形磁芯，磁芯数量和外部串联晶闸管数量相同；

所述高压电缆为单芯电缆，其一端接所述脉冲模块的一个输出端，穿过各个磁芯圆孔后，接所述脉冲模块的另一个输出端，构成回路；

所述各个磁芯均绕有主驱动绕组，用于和外部晶闸管相连，为其门极提供高上升率的脉冲驱动电流；所述脉冲模块，用于产生高上升率的脉冲电流；

工作时，将串联晶闸管中各晶闸管的门极和阴极分别接所述各主驱动绕组两端；脉冲模块产生高上升率的脉冲电流，通过高压电缆，在主驱动绕组上感应出高上升率的脉冲驱动电流，使与其相连的晶闸管迅速导通。

2.根据权利要求1所述的串联晶闸管驱动器，其特征在于，所有的磁芯结构、尺寸和参数相同，以实现串联晶闸管驱动电流的均匀分配。

3.根据权利要求1或2所述的串联晶闸管驱动器，其特征在于，所述高压电缆长度尽可能短，以减小脉冲输出回路长度，提高驱动电流上升率和抗干扰能力。

4.根据权利要求1所述的串联晶闸管驱动器，其特征在于，所述驱动模块还包括辅助绕组和开关管电路，所述辅助绕组绕设在磁芯上，辅助线圈一端接开关管电路中开关管的控制极，另一端外接晶闸管阴极，用于驱动开关管的导通；所述开关电路用于向晶闸管提供辅助驱动电流，加速晶闸管的导通。

5.根据权利要求4所述的串联晶闸管驱动器，其特征在于，所述开关管电路包括开关管T₁、储能电容C₁和限流电阻R₂；所述开关管集电极通过限流电阻接储能电容C₁；开关管发射极用于外接晶闸管门极；所述储能电容C₁另一端用于外接晶闸管阴极；

使用时，开关管电路的储能电容C₁通过外部阻尼电容C_S、阻尼电阻R_S后接外部晶闸管阳极，开关管限流电阻R₂与储能电容C₁连接点外接储能电容C_s，并通过储能电容C₁接晶闸管阴极；开关管发射极用于外接晶闸管门极；所述储能电容C₁、电阻R₂、开关管T₁、二极管D₂、晶闸管门极和阴极构成开关管电路；所述阻尼电阻R_S、阻尼电容C_S和储能电容C₁构成高位取能电路；高位取能电路用于从外部晶闸管阻尼回路中获得能量。

6.根据权利要求5所述的串联晶闸管驱动器，其特征在于，所述开关管电路的开关管发射极与外接晶闸管门极之间设有二极管D₂、主驱动绕组和外接晶闸管门极之间设有二极管D₁，二极管D₁、D₂的阴极端均接晶闸管门极，用于阻断主驱动绕组回路产生的反向电流；。

7.根据权利要求1或2所述的串联晶闸管驱动器，其特征在于，所述主驱动绕组用于传输驱动能量，匝数较少、线径较粗；所述辅助绕组用于传输驱动信号，匝数较多，线径较细。

8.根据权利要求1或2所述的串联晶闸管驱动器，其特征在于，所述脉冲模块通过光或者电方式，获得外部串联晶闸管驱动信号，实现同步触发驱动；所述磁芯设在电路板上，所述电路板还设有不带磁芯的通孔，便于电缆穿过和固定。

9.根据权利要求1、2、5或6所述的串联晶闸管驱动器，其特征在于，所述高上升电流脉冲指脉冲电流上升速率di/dt大于200A/us。

10.根据权利要求1、2、5或6所述的串联晶闸管驱动器，其特征在于，所述圆环形磁芯替换为椭圆环形或矩形；所述高压电缆为硅胶电缆，便于实现磁芯穿芯和各个驱动模块的走线连接。