[发明专利]串联晶闸管的快速故障检测装置

说明书

本发明公开了一种串联晶闸管的快速故障检测装置。晶闸管在原电路系统中两端并联均压电阻，高压隔离开关的正极分别连接在均压电阻的两端，用于隔离晶闸管工作时两端的高压；开关控制机构连接在高压隔离开关的控制端，当晶闸管放电结束后控制高压隔离开关闭合开始故障检测；电压比较机构得到均压电阻两端的电压差值并与参考电压进行比较，最终故障诊断机构根据电压比较机构输出的比较结果判断晶闸管是否击穿；辅助电源用于给晶闸管回路提供检测电压。本发明能够为多模块串联晶闸管提供快速、简便的故障检测电路，防止晶闸管在故障时继续工作造成的危害。

技术领域

本发明涉及脉冲功率电源的测量技术领域，具体地说，是一种串联晶闸管/可控硅的故障检测装置。

背景技术

随着脉冲功率电源技术的发展，炮弹的发射频次要求越来越高，目前脉冲功率源的重复频率已可以达到一分钟6次，在未来还要实现更高频次。在这种高要求下，晶闸管在应用过程中的可靠性显得尤为重要。在串联晶闸管阀中，如果一个晶闸管被击穿，其门极就失去了控制作用，晶闸管两端电压几乎为零，必然导致剩余晶闸管承受更高的电压，增加了其他晶闸管击穿的风险。在不知道晶闸管是否正确导通或是否有损坏的情况下继续进行实验，将会影响实验效果甚至威胁到实验人员的人身安全，因此要时刻检测和反馈晶闸管的状态。

目前已有的晶闸管故障带电检测方法大都是对于晶闸管的动态检测，通过获取晶闸管阴阳极两端的电压值来判断晶闸管的状态。在脉冲功率电源系统中，晶闸管两端的高压难以直接测得，现有方法采用分压器或通过光电转换来获取晶闸管阴阳极两端的电压。公开号为CN108828421的专利公开了一种晶闸管故障检测系统及方法，先在晶闸管上施加正向电压，通过驱动信号和晶闸管输出电压信号的状态判断晶闸管是否存在故障。动态检测电路复杂，需要通过触发晶闸管来判断晶闸管是否击穿，且成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串联晶闸管的快速故障检测装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种串联晶闸管的快速故障检测装置，包括高压隔离开关、开关控制机构、电压比较机构、故障诊断机构和辅助电源；

高压隔离开关的正极分别连接在与晶闸管并联的均压电阻的两端，负极与电压比较机构的输入端电连接，用于隔离晶闸管原电路与检测电路，防止高电压对检测电路造成的影响；

开关控制机构与高压隔离开关的控制端电连接，用于控制高压隔离开关的关断；

电压比较机构的输入端与高压隔离开关的负极电连接，输出端与故障诊断机构电连接，用于检测均压电阻两端的电压差值并与参考电压进行比较；

故障诊断机构与电压比较机构的输出端电连接，用于采集电压比较机构的输出结果并根据输出逻辑值判断晶闸管是否击穿；

辅助电源的正极连接高压隔离开关的第一级开关的负极，用于给晶闸管回路提供检测电压。

优选的，所述高压隔离开关为真空开关。

优选的，所述高压隔离开关为常开型开关。

优选的，所述电压比较机构包括电压检测机构和比较检测机构；

所述电压检测机构的输入端分别连接在相邻两个高压隔离开关的负极，输出端与所述比较检测机构的输入端电连接，用于检测均压电阻两端的电压差；

所述比较检测机构的输出端与所述故障诊断机构电连接，用于比较电压差值与参考电压值。

优选的，所述电压检测机构包括第一运算放大器AR1、第二运算放大器AR2、第三运算放大器AR3、第一电阻R5、第二电阻R6、第三电阻R7和第四电阻R8。

所述第一运算放大器AR1的反向输入端与其输出端电连接，同向输入端与所述次级高压隔离开关电连接，输出端与所述第一电阻R5的一端电连接；