CN213661443U - 一种晶闸管的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种晶闸管的驱动装置，包括脉冲发生器、驱动电路和保护电路，所述保护电路包括均压电路、电压保护电路和RC吸收电路，所述脉冲发生器与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端连接晶闸管的阴极和门极，所述均压电路、电压保护电路和RC吸收电路均连接所述晶闸管的阳极和阴极。本实用新型利用脉冲形式来实现晶闸管的触发，可以减少晶闸管的门极损耗，而且通过设置均压电路、电压保护电路和RC吸收电路，使晶闸管受到多重保护，具有更好的抗过载、抗过流能力，能够安全可靠的对晶闸管进行保护，而且方便维护。

Description

一种晶闸管的驱动装置

技术领域

本实用新型涉及晶闸管技术领域，尤其涉及一种晶闸管的驱动装置。

背景技术

目前，电磁成型、电磁发射、脉冲强磁场等应用场合需要使用串联晶闸管作为脉冲放电开关。这些应用场合要求串联晶闸管承受较高的电流上升率，而晶闸管导通时能够承受的电流上升率与门极触发信号有关。目前门极触发的触发多采用交流或者直流信号，由于晶闸管触发导通后，门极失去控制，因此目前的方式导致门极的损耗较高。

此外，晶闸管本身抗过流、抗过载能力较差，一个浪涌电流就可能造成报废，由于目前的晶闸管的保护路径单一，无法可靠的对晶闸管进行保护。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种晶闸管的驱动装置，用以解决目前驱动晶闸管时会导致晶闸管的门极损耗过高、且无法可靠的对晶闸管进行保护的问题。

本实用新型提供一种晶闸管的驱动装置，包括脉冲发生器、驱动电路和保护电路，所述保护电路包括均压电路、电压保护电路和RC吸收电路，所述脉冲发生器与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端连接晶闸管的阴极和门极，所述均压电路、电压保护电路和RC吸收电路均连接所述晶闸管的阳极和阴极，其中，

所述脉冲发生器用于产生脉冲信号；

所述驱动电路用于根据所述脉冲信号感应出脉冲电流，并将所述脉冲电流输入至所述晶闸管的门极，以使所述晶闸管导通；

所述均压电路用于均衡所述晶闸管的阳极和阴极之间的电压；

所述电压保护电路用于钳位所述晶闸管的阳极和阴极之间的电压；

所述RC吸收电路用于吸收所述晶闸管的阳极和阴极之间的瞬时过电压。

优选的，所述的晶闸管的驱动装置中，所述驱动电路包括磁环、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述磁环的中心连接所述脉冲发生器，所述磁环的第一输出端连接所述第一二极管的正极，所述磁环的第三输出端连接所述第二二极管的正极，所述第一二极管的负极和第二二极管的负极均连接所述第一电阻的一端、第二电阻的一端和第三电阻的一端，所述第一电阻的另一端、第二电阻的另一端和第三电阻的另一端均连接所述晶闸管的门极，所述磁环的第二输出端和第四输出端连接所述晶闸管的阴极。

优选的，所述的晶闸管的驱动装置中，所述驱动电路还包括第四电阻和第三二极管，所述第四电阻的一端和第三二极管的正极均连接所述晶闸管的阴极，所述第四电阻的另一端和所述第三二极管的负极均连接所述晶闸管的门极。

优选的，所述的晶闸管的驱动装置中，所述均压电路包括若干个电阻单元，各个所述电阻单元依次串联于所述晶闸管的阴极和阳极之间，各个所述电阻单元均包括若干个并联的贴片电阻。

优选的，所述的晶闸管的驱动装置中，所述电压保护电路包括若干个压敏电阻并联单元，各个所述压敏电阻并联单元依次串联于所述晶闸管的阴极和阳极之间，各个所述压敏电阻并联单元包括若干个并联的压敏电阻。

优选的，所述的晶闸管的驱动装置中，所述RC吸收电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第四二极管、第五二极管、第六二极管和第七二极管，所述第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端均连接所述晶闸管的阳极，所述第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端连接所述第六电阻的一端和第五二极管的正极，所述第六电阻的另一端和第五二极管的负极均连接所述第五电阻的一端和第四二极管的正极，所述第五电阻的另一端和第四二极管的负极均连接所述第七电阻的一端和第六二极管的正极，所述第七电阻的另一端和第六二极管的负极均连接第八电阻的一端和第七二极管的正极，所述第八电阻的另一端和第七二极管的负极连接所述晶闸管的阴极。

【有益效果】

本实用新型提供的晶闸管的驱动装置，利用脉冲形式来实现晶闸管的触发，可以减少晶闸管的门极损耗，而且通过设置均压电路、电压保护电路和RC吸收电路，使晶闸管受到多重保护，具有更好的抗过载、抗过流能力，能够安全可靠的对晶闸管进行保护，而且方便维护。

附图说明

图1为本实用新型提供的晶闸管的驱动装置的一较佳实施例的结构框图；

图2为本实用新型提供的晶闸管的驱动装置中，所述驱动电路的一较佳实施例的原理图；

图3为本实用新型提供的晶闸管的驱动装置中，所述均压电路的一较佳实施例的原理图；

图4为本实用新型提供的晶闸管的驱动装置中，所述电压保护电路的一较佳实施例的原理图；

图5为本实用新型提供的晶闸管的驱动装置中，所述RC吸收电路的一较佳实施例的原理图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的晶闸管的驱动装置，包括脉冲发生器1、驱动电路2和保护电路3，所述保护电路3包括均压电路31、电压保护电路32和RC吸收电路33，所述脉冲发生器1与所述驱动电路2的输入端连接，所述驱动电路2的输出端连接晶闸管4的阴极和门极，所述均压电路31、电压保护电路32和RC吸收电路33均连接所述晶闸管4的阳极和阴极。

所述脉冲发生器1用于产生脉冲信号，具体实施时，可直接选用现有的脉冲信号发生器来产生锯齿波的信号。

所述驱动电路2用于根据所述脉冲信号感应出脉冲电流，并将所述脉冲电流输入至所述晶闸管4的门极，以使所述晶闸管4导通，本实用新型利用脉冲信号来感应出脉冲电流，脉冲电流到达晶闸管4的门极和阴极，这时晶闸管3本身承受正向阳极电压，门极承受正向电压正片，使得晶闸管4可以导通，而且由于采用的是脉冲驱动的方式，可以减少晶闸管4的门极损耗。

所述均压电路31均衡所述晶闸管4的阳极和阴极之间的电压，避免晶闸管在串联使用时出现分压不均的问题。

所述电压保护电路32用于钳位所述晶闸管4的阳极和阴极之间的电压，将电压钳位到一个相对固定的值，从而实现对晶闸管4的保护，避免其过压损坏。

所述RC吸收电路用于吸收所述晶闸管4的阳极和阴极之间的瞬时过电压，限制晶闸管4的电流上升率，起到动态均压的作用，降低晶闸管4的开通损耗。

本实用新型利用脉冲形式来实现晶闸管的触发，可以减少晶闸管的门极损耗，而且通过设置均压电路31、电压保护电路32和RC吸收电路33，使晶闸管受到多重保护，具有更好的抗过载、抗过流能力，能够安全可靠的对晶闸管进行保护，而且方便维护。

请一并参阅图2，所述驱动电路2包括磁环、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述磁环的中心连接所述脉冲发生器，所述磁环的第一输出端连接所述第一二极管的正极，所述磁环的第三输出端连接所述第二二极管的正极，所述第一二极管的负极和第二二极管的负极均连接所述第一电阻的一端、第二电阻的一端和第三电阻的一端，所述第一电阻的另一端、第二电阻的另一端和第三电阻的另一端均连接所述晶闸管的门极，所述磁环的第二输出端和第四输出端连接所述晶闸管的阴极。

具体来说，为了保证晶闸管4可以可靠的导通，脉冲信号应具有一定的宽度，脉冲前沿要陡，如果触发脉冲过窄，在脉冲终止时主回路电流还未上升到晶闸管的擎住电流，则晶闸管会重新关断。故本实用新型采用磁环L1来产生脉冲电流，磁环L1具有聚集磁场，提高电感效率的作用，所述磁环L1上绕有两组铜丝导线，高压电缆从所述磁环L1的中心穿过，当有脉冲信号时，所述磁环L1首先接受脉冲信号，感应出脉冲电流，然后脉冲电流从所述磁环L1的第一输出端和第三输出端流出，分别经过所述第一二极管D1和第二二极管D2，到达第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3组成的并联电路，最后流到所述晶闸管4的门极，进而导通所述晶闸管4。其中，所述第一二极管和第二二极管为US5M型号贴片二极管，性能安全可靠，寿命长，在电路中可防止脉冲电流回流损坏脉冲发生器1，所述第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3可采用阻值为1Ω的电阻。

优选的实施例中，请继续参阅图2，所述驱动电路2还包括第四电阻R4和第三二极管D3，所述第四电阻R4的一端和第三二极管D3的正极均连接所述晶闸管4的阴极，所述第四电阻R4的另一端和所述第三二极管D3的负极均连接所述晶闸管4的门极。所述第四电阻R4采用阻值为1K的电阻，所述第三二极管D3采用US5M型号贴片二极管，所述第四电阻R4和第三二极管D3组成钳位电路，并联在晶闸管4的门极和阴极之间，可将脉冲电流固定在指定电流值上，并保持原波形形状不变。

请参阅图3，所述均压电路31包括若干个电阻单元311，各个所述电阻单元311依次串联于所述晶闸管4的阴极和阳极之间，各个所述电阻单元311均包括若干个并联的贴片电阻R。

具体的，所述均压电路31的主要电子器件为贴片电阻，连接在晶闸管4的阴极和阳极之间，可以避免晶闸管在串联时出现分压不均的问题。在实际使用时，贴片电阻连接方式为先6个并联后16组串联的方式，为节省空间占用面积，维护方便，贴片电阻分布在PCB印刷版两侧，为连接安全可靠，采用6个定位孔螺杆连接的方式。

请参阅图4，所述电压保护电路32包括若干个压敏电阻并联单元321，各个所述压敏电阻并联单元321依次串联于所述晶闸管4的阴极和阳极之间，各个所述压敏电阻并联单元321包括若干个并联的压敏电阻RL。

具体来说，所述电压保护电路32的主要电子器件为压敏电阻RL，压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的半导体电阻器件，如果脉冲晶闸管的A、K极突然承受过压时，压敏电阻可以将电压钳卫到一个相对固定的值，从而实现对脉冲晶闸管的保护，免其受损坏。在实际使用时，压敏电阻连接方式为先8个并联后2组串联，连接方式简单易于维护，为连接安全可靠，采用6个定位孔螺杆连接的方式。

请参阅图5，所述RC吸收电路33包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6和第七二极管D7，所述第一电容C1的一端、第二电容C2的一端和第三电容C3的一端均连接所述晶闸管4的阳极，所述第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端和第三电容C3的另一端连接所述第六电阻R6的一端和第五二极管D5的正极，所述第六电阻R6的另一端和第五二极管D5的负极均连接所述第五电阻R5的一端和第四二极管D4的正极，所述第五电阻R5的另一端和第四二极管D4的负极均连接所述第七电阻R7的一端和第六二极管D6的正极，所述第七电阻R7的另一端和第六二极管D6的负极均连接第八电阻R8的一端和第七二极管D7的正极，所述第八电阻R8的另一端和第七二极管D7的负极连接所述晶闸管4的阴极。

具体来说，所述第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3为000V0.15μF±10％的无感电容，所述第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8为10W 51Ω的电阻，电阻和电容组成RC吸收回路，可以吸收晶闸管4的瞬间过电压，限制电流上升率，起到动态均压的作用。电阻使电感和电容形成阻尼振荡，不会产生振荡过电压，减小晶闸管4的开通电流上升率，降低开通损耗。此外，本实用新型中RC吸收电路33的四个电阻和四个二极管组成多个串联的钳位电路，可以起到电压钳位作用，达到保护晶闸管的目的。

综上所述，本实用新型提供的晶闸管的驱动装置，利用脉冲形式来实现晶闸管的触发，可以减少晶闸管的门极损耗，而且通过设置均压电路、电压保护电路和RC吸收电路，使晶闸管受到多重保护，具有更好的抗过载、抗过流能力，能够安全可靠的对晶闸管进行保护，而且方便维护。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种晶闸管的驱动装置，其特征在于，包括脉冲发生器、驱动电路和保护电路，所述保护电路包括均压电路、电压保护电路和RC吸收电路，所述脉冲发生器与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端连接晶闸管的阴极和门极，所述均压电路、电压保护电路和RC吸收电路均连接所述晶闸管的阳极和阴极，其中，

所述脉冲发生器用于产生脉冲信号；

所述驱动电路用于根据所述脉冲信号感应出脉冲电流，并将所述脉冲电流输入至所述晶闸管的门极，以使所述晶闸管导通；

所述均压电路用于均衡所述晶闸管的阳极和阴极之间的电压；

所述电压保护电路用于钳位所述晶闸管的阳极和阴极之间的电压；

所述RC吸收电路用于吸收所述晶闸管的阳极和阴极之间的瞬时过电压。

2.根据权利要求1所述的晶闸管的驱动装置，其特征在于，所述驱动电路包括磁环、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述磁环的中心连接所述脉冲发生器，所述磁环的第一输出端连接所述第一二极管的正极，所述磁环的第三输出端连接所述第二二极管的正极，所述第一二极管的负极和第二二极管的负极均连接所述第一电阻的一端、第二电阻的一端和第三电阻的一端，所述第一电阻的另一端、第二电阻的另一端和第三电阻的另一端均连接所述晶闸管的门极，所述磁环的第二输出端和第四输出端连接所述晶闸管的阴极。

3.根据权利要求2所述的晶闸管的驱动装置，其特征在于，所述驱动电路还包括第四电阻和第三二极管，所述第四电阻的一端和第三二极管的正极均连接所述晶闸管的阴极，所述第四电阻的另一端和所述第三二极管的负极均连接所述晶闸管的门极。

4.根据权利要求1所述的晶闸管的驱动装置，其特征在于，所述均压电路包括若干个电阻单元，各个所述电阻单元依次串联于所述晶闸管的阴极和阳极之间，各个所述电阻单元均包括若干个并联的贴片电阻。

5.根据权利要求1所述的晶闸管的驱动装置，其特征在于，所述电压保护电路包括若干个压敏电阻并联单元，各个所述压敏电阻并联单元依次串联于所述晶闸管的阴极和阳极之间，各个所述压敏电阻并联单元包括若干个并联的压敏电阻。

6.根据权利要求1所述的晶闸管的驱动装置，其特征在于，所述RC吸收电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第四二极管、第五二极管、第六二极管和第七二极管，所述第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端均连接所述晶闸管的阳极，所述第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端连接所述第六电阻的一端和第五二极管的正极，所述第六电阻的另一端和第五二极管的负极均连接所述第五电阻的一端和第四二极管的正极，所述第五电阻的另一端和第四二极管的负极均连接所述第七电阻的一端和第六二极管的正极，所述第七电阻的另一端和第六二极管的负极均连接第八电阻的一端和第七二极管的正极，所述第八电阻的另一端和第七二极管的负极连接所述晶闸管的阴极。

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