CN203840305U - 一种并联放电的固态开关 - Google Patents
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Abstract
一种并联放电的固态开关，并联的开关电路与变压器的输入端连接，所述的并联的开关电路之间设有保护电路，所述的开关电路与控制器连接。采用上述结构效率高、体积小、寿命长、脉宽连续可调、负载器件打火保护响应快、输出阻抗小；调制器中的高压器件少、可靠性高、维修成本低、输出功率大，可靠性好。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种并联放电的固态开关。
背景技术：
高功率调制器为高功率雷达发射机的核心组成部分，其性能和可靠性直接影响发射机的性能和可靠性。10MW级调制器通常输出电压为80KV～100KV，电流为50A～100A。如此大功率、高电压的调制器长期以来由于器件的原因一直使用电子管作为开关并采用脉冲变压器进行升压，调制器电路较为复杂，研制出的发射机体积大、重量重、效率差、寿命短，可靠性低，已严重制约着雷达性能的因数。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种全新的并联放电的固态开关以达到增加可靠性，提高效率的目的。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是，一种并联放电的固态开关，包括变压器，至少两路并联的开关电路，所述的并联的开关电路与变压器的输入端连接，所述的并联的开关电路之间设有保护电路，所述的开关电路与控制器连接。
所述的并联的开关电路为两路，分别为第一开关电路和第二开关电路。
所述的第一开关电路包括绝缘栅双极型晶体管Q1，电源输入HV+，所述的电源输入HV+通过二极管V1通过电阻R1与绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极连接，发光二极管V2与电阻R2串联后并联到电阻R1的两端，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极通过电阻R3、电阻R4、发光二极管V3，电阻R5接地，所述绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极接地，绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与变压器的1脚连接，电容C6与电容C7并联后串接到绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与变压器的1脚之间，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与发射极之间设有耐压电路，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极与变压器的2脚连接。
所述的耐压电路由电容C1，电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和二极管V5、二极管V6、二极管V7、电阻R6组成，所述的电容C1与二极管V5并联组成第一消峰模块，所述的电容C2与二极管V6并联组成第二消峰模块、电容C3与二极管V7并联组成第三消峰模块，电容C5和电容C5并联组成第四模块，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极通过第一消峰模块、第二消峰模块、第三消峰模块、第四模块与绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极连接，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极通过电阻R6、第四模块与绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极连接。
所述的保护电路由电容C15、电容C16、电容C17、电阻R13、电阻R14、电阻R15、二极管V15、二极管V16、二极管V17组成，所述的电容C15与电阻R13串联后与二极管V15并联组成第一保护模块，所述的电容C16与电阻R14串联后与二极管V16并联组成第二保护模块，所述的电容C17与电阻R15串联后与二极管V17并联组成第三保护模块，所述的第一开关电路通过第一保护模块、第二保护模块、第三保护模块与第二开关电路连接。
本实用新型与现有技术相比，并联的开关电路与变压器的输入端连接，所述的并联的开关电路之间设有保护电路，所述的开关电路与控制器连接。采用上述结构效率高、体积小、寿命长、脉宽连续可调、负载器件打火保护响应快、输出阻抗小；调制器中的高压器件少、可靠性高、维修成本低、输出功率大，可靠性好。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图。
在图1中，1、开关电路，2、控制器，3、变压器，4、保护电路。
具体实施方式：
如图1所示，一种并联放电的固态开关，包括变压器3，至少两路并联的开关电路1，所述的并联的开关电路1与变压器3的输入端连接，所述的并联的开关电路1之间设有保护电路，4所述的开关电路1与控制器2连接。
所述的并联的开关电路1为两路，分别为第一开关电路和第二开关电路。
所述的第一开关电路包括绝缘栅双极型晶体管Q1，电源输入HV+，所述的电源输入HV+通过二极管V1通过电阻R1与绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极连接，发光二极管V2与电阻R2串联后并联到电阻R1的两端，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极通过电阻R3、电阻R4、发光二极管V3，电阻R5接地，所述绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极接地，绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与变压器的1脚连接，电容C6与电容C7并联后串接到绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与变压器的1脚之间，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与发射极之间设有耐压电路，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极与变压器的2脚连接。
所述的耐压电路由电容C1，电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和二极管V5、二极管V6、二极管V7、电阻R6组成，所述的电容C1与二极管V5并联组成第一消峰模块，所述的电容C2与二极管V6并联组成第二消峰模块、电容C3与二极管V7并联组成第三消峰模块，电容C5和电容C5并联组成第四模块，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极通过第一消峰模块、第二消峰模块、第三消峰模块、第四模块与绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极连接，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极通过电阻R6、第四模块与绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极连接。
所述的保护电路由电容C15、电容C16、电容C17、电阻R13、电阻R14、电阻R15、二极管V15、二极管V16、二极管V17组成，所述的电容C15与电阻R13串联后与二极管V15并联组成第一保护模块，所述的电容C16与电阻R14串联后与二极管V16并联组成第二保护模块，所述的电容C17与电阻R15串联后与二极管V17并联组成第三保护模块，所述的第一开关电路通过第一保护模块、第二保护模块、第三保护模块与第二开关电路连接。
电阻R1为充电保护电阻，电阻R3和电阻R4为泄放电阻，二极管V4为绝缘栅双极型晶体管Q1的开关模块，第一消峰模块、第二消峰模块、第三消峰模块这3个模块串联组成消峰电路，3个相同模块串联主要是增强耐压，电容C6和电容C7是储能电容，电源输入HV+经过充电电阻给储能电容充电，当控制器控制绝缘栅双极型晶体管Q1的门极工作时，二极管V4导通，储能电容把储存的电压传给脉冲变压器。第一开关电路和第二开关电路组成的相同模块并联组成的开关模块一起把电压传给脉冲变压器，这样主要是使输出功率更大。
该模块的脉冲电流可以安全地重复运用到3000A。近年来由于大功率半导体开关器件的出现，使得采用全固态开关管作为放电模块已经成为可能。各种功率开关器件得到越来越广泛的应用，固态开关器件取代闸流管等气体开关放电模块已经成为一种必然趋势，选择固态开关器件的构成放电模块将是最佳选择。而基于目前技术现状以及其他因素（工艺、成本等）的限制，对于高电压大电流应用系统，必须采用多个固态开关器件的串联和并联组合为方式，以达到实际适用要求。
这种开关组成的固态调制器的主要特点是效率高、体积小、寿命长、脉宽连续可调、负载器件打火保护响应快、输出阻抗小；调制器中的高压器件少、可靠性高、维修成本低、需停机维修的故障少。
Claims (5)
1.一种并联放电的固态开关，其特征在于：包括变压器（3），至少两路并联的开关电路（1），所述的并联的开关电路（1）与变压器（3）的输入端连接，所述的并联的开关电路（1）之间设有保护电路（4）所述的开关电路（1）与控制器（2）连接。
2.根据权利要求1所述的一种并联放电的固态开关，其特征在于：所述的并联的开关电路1为两路，分别为第一开关电路和第二开关电路。
3.根据权利要求2所述的一种并联放电的固态开关，其特征在于：所述的第一开关电路包括绝缘栅双极型晶体管Q1，电源输入HV+，所述的电源输入HV+通过二极管V1通过电阻R1与绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极连接，发光二极管V2与电阻R2串联后并联到电阻R1的两端，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极通过电阻R3、电阻R4、发光二极管V3，电阻R5接地，所述绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极接地，绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与变压器的1脚连接，电容C6与电容C7并联后串接到绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与变压器的1脚之间，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与发射极之间设有耐压电路，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极与变压器的2脚连接。
4.根据权利要求3所述的一种并联放电的固态开关，其特征在于：所述的耐压电路由电容C1，电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和二极管V5、二极管V6、二极管V7、电阻R6组成，所述的电容C1与二极管V5并联组成第一消峰模块，所述的电容C2与二极管V6并联组成第二消峰模块、电容C3与二极管V7并联组成第三消峰模块，电容C5和电容C5并联组成第四模块，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极通过第一消峰模块、第二消峰模块、第三消峰模块、第四模块与绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极连接，所述的绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极通过电阻R6、第四模块与绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极连接。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种并联放电的固态开关，其特征在于：所述的保护电路由电容C15、电容C16、电容C17、电阻R13、电阻R14、电阻R15、二极管V15、二极管V16、二极管V17组成，所述的电容C15与电阻R13串联后与二极管V15并联组成第一保护模块，所述的电容C16与电阻R14串联后与二极管V16并联组成第二保护模块，所述的电容C17与电阻R15串联后与二极管V17并联组成第三保护模块，所述的第一开关电路通过第一保护模块、第二保护模块、第三保护模块与第二开关电路连接。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104811083A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-07-29 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种初级能源中间模块结构 |
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2013
- 2013-12-31 CN CN201320892108.7U patent/CN203840305U/zh not_active Expired - Fee Related
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