專利名稱：高壓大電流電子開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子開(kāi)關(guān)，尤其涉及一種高壓大電流電子開(kāi)關(guān)，屬于大容量電力 電子器件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于單個(gè)電力電子器件能承受的正、反向電壓是一定的，能通過(guò)的電流大小也是 一定的。因此由單個(gè)電力電子器件組成的電子開(kāi)關(guān)容量也受到限制，不能用于在較高電壓 與較大電流的場(chǎng)合。因此有必要對(duì)現(xiàn)有電子開(kāi)關(guān)進(jìn)行改進(jìn)，提高器件的電壓、電流容量，使 之用在電壓高達(dá)9000Vmax，瞬間電流1500A max (50us)的開(kāi)關(guān)電路中。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高壓大電流電子開(kāi)關(guān)，能夠快速穩(wěn)定地提 高使用電子器件的電壓與電流容量，且驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，成本低廉。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是提供一種高壓大電流電子開(kāi)關(guān)， 包括晶閘管電路、驅(qū)動(dòng)隔離電路和驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述晶閘管電路由多組晶閘管T串并聯(lián) 而成，所述驅(qū)動(dòng)隔離電路采用與串聯(lián)晶閘管T數(shù)量相同的隔離變壓器，所述隔離變壓器的 磁芯采用環(huán)形磁芯，所有隔離變壓器原邊為同一根耐壓為10000V以上的高壓導(dǎo)線A，所述 高壓導(dǎo)線A連續(xù)穿過(guò)所有磁芯內(nèi)圈一次，所述隔離變壓器副邊為多根同時(shí)繞環(huán)形磁芯的導(dǎo) 線al a6，每根副邊驅(qū)動(dòng)一個(gè)晶閘管T。
上述的高壓大電流電子開(kāi)關(guān)，其中，所述晶閘管T的驅(qū)動(dòng)電流為上升時(shí)間tr低于 ιμ8的強(qiáng)觸發(fā)脈沖。
上述的高壓大電流電子開(kāi)關(guān)，其中，所述晶閘管電路由6組晶閘管并聯(lián)而成，每組 晶閘管由12個(gè)晶閘管T串聯(lián)而成，每個(gè)晶閘管T的兩端并聯(lián)有電阻Rl以及由電容Cl和電 阻R2構(gòu)成的動(dòng)態(tài)穩(wěn)壓電路。
本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本發(fā)明提供的高壓大電流電子開(kāi)關(guān)，通 過(guò)采用晶閘管串、并聯(lián)的方法提高器件電壓、電流容量，所有隔離變壓器原邊共用一根高壓 導(dǎo)線A實(shí)現(xiàn)高壓隔離，從而使所有串并聯(lián)的晶閘管實(shí)現(xiàn)同時(shí)開(kāi)通，以提高使用電子器件的 電壓與電流容量。


圖1為本發(fā)明高壓大電流電子的開(kāi)關(guān)晶閘管串并聯(lián)電路圖； 圖2為本發(fā)明高壓大電流電子的驅(qū)動(dòng)隔離電路電路圖；圖3為用于本發(fā)明高壓大電流電子的強(qiáng)觸發(fā)脈沖示意圖； 圖4為本發(fā)明高壓大電流電子的隔離變壓器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖1為本發(fā)明高壓大電流電子的開(kāi)關(guān)晶閘管串并聯(lián)電路圖；圖2為本發(fā)明高壓大 電流電子的驅(qū)動(dòng)隔離電路電路圖。
請(qǐng)參見(jiàn)圖1和圖2，本發(fā)明提供的高壓大電流電子開(kāi)關(guān)包括晶閘管電路、驅(qū)動(dòng)隔離 電路和驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述晶閘管電路由多組晶閘管T串并聯(lián)而成，所述驅(qū)動(dòng)隔離電路采 用與串聯(lián)晶閘管T數(shù)量相同的隔離變壓器，所述隔離變壓器的磁芯采用環(huán)形磁芯，所有隔 離變壓器原邊為同一根耐壓為10000V以上的高壓導(dǎo)線A，所述高壓導(dǎo)線A連續(xù)穿過(guò)所有磁 芯內(nèi)圈一次，所述隔離變壓器副邊為多根同時(shí)繞環(huán)形磁芯的導(dǎo)線al a6，每根副邊驅(qū)動(dòng)一 個(gè)晶閘管T。
本發(fā)明提供的高壓大電流電子開(kāi)關(guān)放電采用晶閘管串、并聯(lián)的方法提高器件電 壓、電流容量，并通過(guò)耐壓10000V的隔離電路使驅(qū)動(dòng)與高壓電路隔離，使所有串并聯(lián)的晶 閘管實(shí)現(xiàn)同時(shí)開(kāi)通，以提高使用電子器件的電壓與電流容量，從而具有開(kāi)關(guān)速度快、驅(qū)動(dòng)電 路簡(jiǎn)單、成本低廉、穩(wěn)定性能好及具有高低壓隔離等特點(diǎn)。
本發(fā)明提供的高壓大電流電子開(kāi)關(guān)包括三部分晶閘管串并聯(lián)電路、驅(qū)動(dòng)隔離電 路、驅(qū)動(dòng)電路。下面進(jìn)一步詳細(xì)介紹上述三部分電路的構(gòu)成。
1)晶閘管串并聯(lián)電路請(qǐng)參見(jiàn)圖1，晶閘管串并聯(lián)電路采用同型號(hào)的晶閘管T，單個(gè)晶閘管電壓電流較小，采 用多組串聯(lián)與多組并聯(lián)的形式，使之總電壓高達(dá)9000Vmax，瞬間電流1500A max (50us)。
為避免串聯(lián)時(shí)，易使晶閘管承受電壓不均過(guò)高時(shí)擊穿因此采用采用穩(wěn)態(tài)(電阻Rl 串聯(lián))和動(dòng)態(tài)(電阻R2+電容Cl串聯(lián))兩種均壓措施。
2)驅(qū)動(dòng)隔離電路請(qǐng)參見(jiàn)圖2，由于晶閘管的開(kāi)通過(guò)程受其門(mén)極觸發(fā)脈沖影響，為保證串并聯(lián)器件同時(shí)開(kāi) 通因此采用同步的前沿極陡的強(qiáng)度足夠的強(qiáng)觸發(fā)脈沖。為保證觸發(fā)電流幅值IGM=4-10IGT (IGT為晶閘管驅(qū)動(dòng)電流)觸發(fā)電流上升時(shí)間tr低于 μ8，如圖3所示。
為加快驅(qū)動(dòng)電流上升時(shí)間，盡量減少變壓器初級(jí)電感。驅(qū)動(dòng)隔離電路采用與串聯(lián) 數(shù)量相同的隔離變壓器及12個(gè)，其磁芯采用環(huán)形磁芯。如圖4所示，所有的隔離變壓器原邊 為同一根耐壓為10000V以上的高壓導(dǎo)線A連續(xù)穿過(guò)所有12個(gè)磁芯內(nèi)圈一次，因此原邊匝 數(shù)為最小1，此時(shí)選用的導(dǎo)線最短使之電感量最小，因此能實(shí)現(xiàn)變壓器原副邊耐壓10000V， 電流變化率di/dt最大。隔離變壓器副邊為一般的導(dǎo)線，多根導(dǎo)線al a6同時(shí)繞環(huán)形磁 芯設(shè)計(jì)，可以滿足驅(qū)動(dòng)寬度達(dá)到50us，并可以使每根副邊驅(qū)動(dòng)一個(gè)晶閘管。由于串聯(lián)的隔離 變壓器所有的原邊為同根導(dǎo)線，副邊導(dǎo)線繞制在同個(gè)磁芯作為并聯(lián)的晶閘管驅(qū)動(dòng)，因此可 以使串并聯(lián)的晶閘管同時(shí)觸發(fā)，滿足大容量開(kāi)關(guān)的需要。
3)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路包括驅(qū)動(dòng)脈沖整形電路、過(guò)壓過(guò)熱保護(hù)電路；驅(qū)動(dòng)脈沖整形電路將輸入的脈 沖寬度不等的脈沖信號(hào)整形為寬度50us的脈沖信號(hào)；過(guò)壓過(guò)熱保護(hù)電路當(dāng)電子開(kāi)關(guān)在電 壓超過(guò)10000V時(shí)或晶閘管溫度超過(guò)75度時(shí)，電子開(kāi)關(guān)將停止工作，可以保護(hù)電子開(kāi)關(guān)的電 力電子器件，這些都可以采用現(xiàn)有的電路，在此不再一一詳述。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護(hù)范 圍當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種高壓大電流電子開(kāi)關(guān)，包括晶閘管電路、驅(qū)動(dòng)隔離電路和驅(qū)動(dòng)電路，其特征在 于，所述晶閘管電路由多組晶閘管T串并聯(lián)而成，所述驅(qū)動(dòng)隔離電路采用與串聯(lián)晶閘管T數(shù) 量相同的隔離變壓器，所述隔離變壓器的磁芯采用環(huán)形磁芯，所有隔離變壓器原邊為同一 根耐壓為10000V以上的高壓導(dǎo)線A，所述高壓導(dǎo)線A連續(xù)穿過(guò)所有磁芯內(nèi)圈一次，所述隔離 變壓器副邊為多根同時(shí)繞環(huán)形磁芯的導(dǎo)線al a6，每根副邊驅(qū)動(dòng)一個(gè)晶閘管T。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓大電流電子開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述晶閘管T的驅(qū)動(dòng)電流為 上升時(shí)間tr低于 μ8的強(qiáng)觸發(fā)脈沖。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高壓大電流電子開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述晶閘管電路由6組 晶閘管并聯(lián)而成，每組晶閘管由12個(gè)晶閘管T串聯(lián)而成，每個(gè)晶閘管T的兩端并聯(lián)有電阻 Rl以及由電容Cl和電阻R2構(gòu)成的動(dòng)態(tài)穩(wěn)壓電路。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高壓大電流電子開(kāi)關(guān)，包括晶閘管電路、驅(qū)動(dòng)隔離電路和驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述晶閘管電路由多組晶閘管T串并聯(lián)而成，所述驅(qū)動(dòng)隔離電路采用與串聯(lián)晶閘管T數(shù)量相同的隔離變壓器，所述隔離變壓器的磁芯采用環(huán)形磁芯，所有隔離變壓器原邊為同一根耐壓為10000V以上的高壓導(dǎo)線A，所述高壓導(dǎo)線A連續(xù)穿過(guò)所有磁芯內(nèi)圈一次，所述隔離變壓器副邊為多根同時(shí)繞環(huán)形磁芯的導(dǎo)線a1～a6，每根副邊驅(qū)動(dòng)一個(gè)晶閘管T。本發(fā)明提供的高壓大電流電子開(kāi)關(guān)，能夠快速穩(wěn)定地提高使用電子器件的電壓與電流容量，且驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，成本低廉。
文檔編號(hào)H03K17/56GK102035523SQ20111000513
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者壽建霞, 張志強(qiáng), 錢(qián)振宇 申請(qǐng)人:上海三基電子工業(yè)有限公司