CN102035523A - 高压大电流电子开关 - Google Patents

高压大电流电子开关 Download PDF

Info

Publication number
CN102035523A
CN102035523A CN 201110005131 CN201110005131A CN102035523A CN 102035523 A CN102035523 A CN 102035523A CN 201110005131 CN201110005131 CN 201110005131 CN 201110005131 A CN201110005131 A CN 201110005131A CN 102035523 A CN102035523 A CN 102035523A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
thyristor
circuit
electronic switch
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 201110005131
Other languages
English (en)
Other versions
CN102035523B (zh
Inventor
张志强
寿建霞
钱振宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Electric Power Intelligent Equipment Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
SHANGHAI SANKI ELECTRONIC INDUSTRIES Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI SANKI ELECTRONIC INDUSTRIES Co Ltd filed Critical SHANGHAI SANKI ELECTRONIC INDUSTRIES Co Ltd
Priority to CN2011100051315A priority Critical patent/CN102035523B/zh
Publication of CN102035523A publication Critical patent/CN102035523A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102035523B publication Critical patent/CN102035523B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明公开了一种高压大电流电子开关，包括晶闸管电路、驱动隔离电路和驱动电路，其中，所述晶闸管电路由多组晶闸管T串并联而成，所述驱动隔离电路采用与串联晶闸管T数量相同的隔离变压器，所述隔离变压器的磁芯采用环形磁芯，所有隔离变压器原边为同一根耐压为10000V以上的高压导线A，所述高压导线A连续穿过所有磁芯内圈一次，所述隔离变压器副边为多根同时绕环形磁芯的导线a1～a6，每根副边驱动一个晶闸管T。本发明提供的高压大电流电子开关，能够快速稳定地提高使用电子器件的电压与电流容量，且驱动简单，成本低廉。

Description

高压大电流电子开关
技术领域
 本发明涉及一种电子开关，尤其涉及一种高压大电流电子开关，属于大容量电力电子器件领域。
背景技术
由于单个电力电子器件能承受的正、反向电压是一定的，能通过的电流大小也是一定的。因此由单个电力电子器件组成的电子开关容量也受到限制，不能用于在较高电压与较大电流的场合。因此有必要对现有电子开关进行改进，提高器件的电压、电流容量，使之用在电压高达9000Vmax，瞬间电流1500A max（50us）的开关电路中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高压大电流电子开关，能够快速稳定地提高使用电子器件的电压与电流容量，且驱动简单，成本低廉。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种高压大电流电子开关，包括晶闸管电路、驱动隔离电路和驱动电路，其中，所述晶闸管电路由多组晶闸管T串并联而成，所述驱动隔离电路采用与串联晶闸管T数量相同的隔离变压器，所述隔离变压器的磁芯采用环形磁芯，所有隔离变压器原边为同一根耐压为10000V以上的高压导线A，所述高压导线A连续穿过所有磁芯内圈一次，所述隔离变压器副边为多根同时绕环形磁芯的导线a1～a6，每根副边驱动一个晶闸管T。
上述的高压大电流电子开关，其中，所述晶闸管T的驱动电流为上升时间tr低于1μs的强触发脉冲。
上述的高压大电流电子开关，其中，所述晶闸管电路由6组晶闸管并联而成，每组晶闸管由12个晶闸管T串联而成，每个晶闸管T的两端并联有电阻R1以及由电容C1和电阻R2构成的动态稳压电路。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的高压大电流电子开关，通过采用晶闸管串、并联的方法提高器件电压、电流容量，所有隔离变压器原边共用一根高压导线A实现高压隔离，从而使所有串并联的晶闸管实现同时开通，以提高使用电子器件的电压与电流容量。
 
附图说明
图1为本发明高压大电流电子的开关晶闸管串并联电路图；
图2为本发明高压大电流电子的驱动隔离电路电路图；
图3为用于本发明高压大电流电子的强触发脉冲示意图；
图4为本发明高压大电流电子的隔离变压器结构示意图。
 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明高压大电流电子的开关晶闸管串并联电路图；图2为本发明高压大电流电子的驱动隔离电路电路图。
请参见图1和图2，本发明提供的高压大电流电子开关包括晶闸管电路、驱动隔离电路和驱动电路，其中，所述晶闸管电路由多组晶闸管T串并联而成，所述驱动隔离电路采用与串联晶闸管T数量相同的隔离变压器，所述隔离变压器的磁芯采用环形磁芯，所有隔离变压器原边为同一根耐压为10000V以上的高压导线A，所述高压导线A连续穿过所有磁芯内圈一次，所述隔离变压器副边为多根同时绕环形磁芯的导线a1～a6，每根副边驱动一个晶闸管T。
本发明提供的高压大电流电子开关：放电采用晶闸管串、并联的方法提高器件电压、电流容量，并通过耐压10000V的隔离电路使驱动与高压电路隔离，使所有串并联的晶闸管实现同时开通，以提高使用电子器件的电压与电流容量，从而具有开关速度快、驱动电路简单、成本低廉、稳定性能好及具有高低压隔离等特点。
本发明提供的高压大电流电子开关包括三部分：晶闸管串并联电路、驱动隔离电路、驱动电路。下面进一步详细介绍上述三部分电路的构成。
1）晶闸管串并联电路
请参见图1，晶闸管串并联电路采用同型号的晶闸管T，单个晶闸管电压电流较小，采用多组串联与多组并联的形式，使之总电压高达9000Vmax，瞬间电流1500A max（50us）。
为避免串联时，易使晶闸管承受电压不均过高时击穿因此采用采用稳态（电阻R1串联）和动态（电阻R2+电容C1串联）两种均压措施。
2）驱动隔离电路
请参见图2，由于晶闸管的开通过程受其门极触发脉冲影响，为保证串并联器件同时开通因此采用同步的前沿极陡的强度足够的强触发脉冲。为保证触发电流幅值IGM=4-10IGT（IGT为晶闸管驱动电流）触发电流上升时间tr低于1μs，如图3所示。
为加快驱动电流上升时间，尽量减少变压器初级电感。驱动隔离电路采用与串联数量相同的隔离变压器及12个，其磁芯采用环形磁芯。如图4所示，所有的隔离变压器原边为同一根耐压为10000V以上的高压导线A连续穿过所有12个磁芯内圈一次，因此原边匝数为最小1，此时选用的导线最短使之电感量最小，因此能实现变压器原副边耐压10000V，电流变化率di/dt最大。隔离变压器副边为一般的导线，多根导线a1～a6同时绕环形磁芯设计，可以满足驱动宽度达到50us，并可以使每根副边驱动一个晶闸管。由于串联的隔离变压器所有的原边为同根导线，副边导线绕制在同个磁芯作为并联的晶闸管驱动，因此可以使串并联的晶闸管同时触发，满足大容量开关的需要。
 3）驱动电路
驱动电路包括驱动脉冲整形电路、过压过热保护电路；驱动脉冲整形电路将输入的脉冲宽度不等的脉冲信号整形为宽度50us的脉冲信号；过压过热保护电路当电子开关在电压超过10000V时或晶闸管温度超过75度时，电子开关将停止工作，可以保护电子开关的电力电子器件，这些都可以采用现有的电路，在此不再一一详述。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.一种高压大电流电子开关，包括晶闸管电路、驱动隔离电路和驱动电路，其特征在于，所述晶闸管电路由多组晶闸管T串并联而成，所述驱动隔离电路采用与串联晶闸管T数量相同的隔离变压器，所述隔离变压器的磁芯采用环形磁芯，所有隔离变压器原边为同一根耐压为10000V以上的高压导线A，所述高压导线A连续穿过所有磁芯内圈一次，所述隔离变压器副边为多根同时绕环形磁芯的导线a1～a6，每根副边驱动一个晶闸管T。
2.如权利要求1所述的高压大电流电子开关，其特征在于，所述晶闸管T的驱动电流为上升时间tr低于1μs的强触发脉冲。
3.如权利要求1或2所述的高压大电流电子开关，其特征在于，所述晶闸管电路由6组晶闸管并联而成，每组晶闸管由12个晶闸管T串联而成，每个晶闸管T的两端并联有电阻R1以及由电容C1和电阻R2构成的动态稳压电路。
CN2011100051315A 2011-01-12 2011-01-12 高压大电流电子开关 Active CN102035523B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100051315A CN102035523B (zh) 2011-01-12 2011-01-12 高压大电流电子开关

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100051315A CN102035523B (zh) 2011-01-12 2011-01-12 高压大电流电子开关

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102035523A true CN102035523A (zh) 2011-04-27
CN102035523B CN102035523B (zh) 2012-11-21

Family

ID=43887946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011100051315A Active CN102035523B (zh) 2011-01-12 2011-01-12 高压大电流电子开关

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102035523B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102957406A (zh) * 2011-08-17 2013-03-06 上海普锐马电子有限公司 一种可实现快速通断的高压高频脉冲电子开关
CN103295751A (zh) * 2013-07-03 2013-09-11 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种高隔离驱动变压器及其设计方法
CN104579272A (zh) * 2013-10-23 2015-04-29 上海普锐马电子有限公司 一种高电压大电流电子开关
CN104753508A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 上海普锐马电子有限公司 一种高压大电流电子开关
CN107835007A (zh) * 2017-11-17 2018-03-23 华中科技大学 一种适用高电压大功率脉冲放电的串联晶闸管驱动器
CN110739935A (zh) * 2019-10-16 2020-01-31 长沙魔豆智能科技有限公司 一种脉冲发生器及脉冲发生方法
CN113109702A (zh) * 2020-01-09 2021-07-13 苏州电器科学研究院股份有限公司 一种开断大电流的试验回路及试验方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0625831A2 (en) * 1993-05-21 1994-11-23 Sony Corporation Radio receiver-transmitter apparatus
CN1122534A (zh) * 1994-08-29 1996-05-15 株式会社日立制作所 低失真开关
CN2300940Y (zh) * 1997-06-02 1998-12-16 电力工业部电力科学研究院 晶闸控快速稳压器
US5969560A (en) * 1995-01-23 1999-10-19 Sony Corporation Switching circuit at high frequency with low insertion loss

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0625831A2 (en) * 1993-05-21 1994-11-23 Sony Corporation Radio receiver-transmitter apparatus
CN1122534A (zh) * 1994-08-29 1996-05-15 株式会社日立制作所 低失真开关
US5969560A (en) * 1995-01-23 1999-10-19 Sony Corporation Switching circuit at high frequency with low insertion loss
CN2300940Y (zh) * 1997-06-02 1998-12-16 电力工业部电力科学研究院 晶闸控快速稳压器

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102957406A (zh) * 2011-08-17 2013-03-06 上海普锐马电子有限公司 一种可实现快速通断的高压高频脉冲电子开关
CN103295751A (zh) * 2013-07-03 2013-09-11 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种高隔离驱动变压器及其设计方法
CN103295751B (zh) * 2013-07-03 2016-02-10 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种高隔离驱动变压器及其设计方法
CN104579272A (zh) * 2013-10-23 2015-04-29 上海普锐马电子有限公司 一种高电压大电流电子开关
CN104753508A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 上海普锐马电子有限公司 一种高压大电流电子开关
CN107835007A (zh) * 2017-11-17 2018-03-23 华中科技大学 一种适用高电压大功率脉冲放电的串联晶闸管驱动器
CN107835007B (zh) * 2017-11-17 2024-02-02 华中科技大学 一种适用高电压大功率脉冲放电的串联晶闸管驱动器
CN110739935A (zh) * 2019-10-16 2020-01-31 长沙魔豆智能科技有限公司 一种脉冲发生器及脉冲发生方法
CN110739935B (zh) * 2019-10-16 2023-08-25 长沙魔豆智能科技有限公司 一种脉冲发生器及脉冲发生方法
CN113109702A (zh) * 2020-01-09 2021-07-13 苏州电器科学研究院股份有限公司 一种开断大电流的试验回路及试验方法
CN113109702B (zh) * 2020-01-09 2023-03-03 苏州电器科学研究院股份有限公司 一种开断大电流的试验回路及试验方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102035523B (zh) 2012-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102035523B (zh) 高压大电流电子开关
US20220116033A1 (en) High voltage nanosecond pulser
CN104467772A (zh) 脉冲变压器型触发器
CN103683260A (zh) 一种igbt串联均压电路
CN105720951A (zh) 基于两端半导体功率开关的rsd触发电路
CN106936416B (zh) 一种反向开关晶体管触发电路
CN104660092B (zh) 一种用于火花间隙保护的脉冲触发装置
CN103647437A (zh) 高压大电流igbt驱动系统
CN203504453U (zh) 一种脉冲电源装置
CN213937863U (zh) 一种阵列式可控硅高压大电流脉冲开关的同步驱动电路
CN205584154U (zh) 基于脉冲升压变压器及磁开关的rsd触发电路
CN105720952B (zh) 基于脉冲升压变压器及磁开关的rsd触发电路
CN107835007B (zh) 一种适用高电压大功率脉冲放电的串联晶闸管驱动器
CN201146460Y (zh) 一种逆变弧焊机的绝缘栅双极晶体管驱动及保护装置
CN104883167B (zh) 改善igbt关断性能的电路
Wang et al. All solid-state pulsed power generator with semiconductor and magnetic compression switches
CN205320047U (zh) 基于三端半导体功率开关的rsd触发电路
CN103326638B (zh) 开关磁阻电机控制器的优化调整电路及优化方法
CN205212805U (zh) 大功率高电压磁开关
CN203839288U (zh) 一种提高电磁接触器响应速度的控制电路
CN203552886U (zh) 一种变压器
CN204559416U (zh) 一种用于igbt驱动的高压隔离电源电路
CN203840305U (zh) 一种并联放电的固态开关
CN204145284U (zh) 一种减小开关管电压应力的电路
CN207053478U (zh) 一种反向开关晶体管触发电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210323

Address after: 15 / F, 16 / F, 509 Wuning Road, Putuo District, Shanghai 200063

Patentee after: Shanghai Electric Power Intelligent Equipment Technology Co.,Ltd.

Address before: 200333 No.7, Lane 356, Yunling West Road, Putuo District, Shanghai

Patentee before: SHANGHAI SANKI ELECTRONIC INDUSTRIES Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right