CN220067390U - 一种智能控制半导体开关触发装置 - Google Patents
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Abstract
一种智能控制半导体开关触发装置，用于半导体开关组件的触发，涉及脉冲系统控制领域；所述装置包括光电脉冲输出盒、远程操控盒和监控上位机；所述光电脉冲输出盒包括金属屏蔽盒体、触发控制电路板和光电连接器；所述远程操控盒包括操控盒体和光网转换器；所述触发控制电路板具有脉冲电流输出接口，所述脉冲电流输出接口用于连接所述半导体开关组件；工作人员通过监控上位机和光网转换器配合，能够远程监控半导体开关组件的电流工况，并下发调整指令；通过光电连接器和光网转换器配合，实现由单一电流大小来触发半导体开关转变成不同的触发电流宽度、电流大小触发半导体开关。
Description
技术领域
本实用新型公开一种智能控制半导体开关触发装置，涉及脉冲设备控制技术领域。
背景技术
在脉冲功率领域的脉冲电源形成网络系统中，有多个元件组成，脉冲电容器、大功率空心电感、半导体开关组件、半导体开关触发装置、电阻等电气元件，脉冲电容器存储的电能需要瞬间快速释放，达到极大的瞬时脉冲功率目的；半导体开关触发装置起到控制半导体开关组件开通和关断等作用。由于半导体开关组有多个单体开关串并联来实现在高电压环境下工作要求，这对每片开关的同步性要求极高，延时误差要求在纳秒级，若单体开关开通不一致，很容易造成开关的损坏。由于很多片开关串联，而每片开关电压高达几千伏，就要求半导体开关触发装置工作时处于很高电位，这就要求半导体开关触发装置对每路输出的脉冲电流具有高压隔离，目前半导体开关触发装置触发半导体开关多路串并联组件时，但导体开关门级输入脉冲电流为固定值，不可调，同时反馈检测手段较少。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的问题，提供一种智能控制半导体开关触发装置，所采用的技术方案为：一种智能控制半导体开关触发装置，用于半导体开关组件的触发，所述装置包括光电脉冲输出盒、远程操控盒和监控上位机；
所述光电脉冲输出盒包括金属屏蔽盒体、触发控制电路板和光电连接器；所述触发控制电路板设置于所述金属屏蔽盒体内，所述光电连接器设置于所述金属屏蔽盒体上，所述触发控制电路板与所述光电连接器连接；
所述远程操控盒包括操控盒体和光网转换器；所述光网转换器设置于所述操控盒体上，所述光网转换器与所述监控上位机连接，且所述光网转换器和所述光电连接器连接；
所述触发控制电路板具有脉冲电流输出接口，所述脉冲电流输出接口用于连接所述半导体开关组件。
在一些实现方式中，所述光网转换器与所述光电连接器通过光电航插结构连接。
在一些实现方式中，所述光网转换器包括光网转换单元、光网通信转换单元；
所述光网转换单元和光网通信转换单元设置于所述操控盒体内；
所述光网转换单元和光网通信转换单元之间通过多模光纤航插结构连接；
所述多模光纤航插结构两端分别连接所述光网转换单元和所述光网通信转换单元。
在一些实现方式中，所述光网通信转换单元连接所述监控上位机。
在一些实现方式中，所述光网转换单元和所述光网通信转换单元通过光电航插结构连接。
在一些实现方式中，所述光网转换器还包括时序控制电路和光脉冲激发电路；
所述时序控制电路和所述脉冲激发电路分别设置于所述操控盒体内；所述时序控制电路和所述脉冲激发电路相连；
所述光网通信转换单元和所述时序控制电路相连。
在一些实现方式中，所述触发控制电路板设有脉冲电流输出接口；
所述脉冲电流输出接口和所述半导体开关组件的门极相连。
在一些实现方式中，所述光电连接器包括光电混合航插连接器。
在一些实现方式中，所述光电混合航插连接器包括光电混合航插插头和两个插座；
所述光电混合航插插头为双向插头；
所述插座分别设于所述金属屏蔽盒体和所述操控盒体上；
所述两个插座之间通过光电混合航插插头连接。
在一些实现方式中，所述触发控制电路板连接所述金属屏蔽盒体对应的插座；所述光网转换单元线路连接所述操控盒体对应的插座。
本实用新型的一个或多个实施例至少能够带来如下有益效果：
本新型装置包括光电脉冲输出盒和远程操盒，所述光电脉冲输出盒的触发控制电路板和脉冲电流输出连接口配合，连接半导体开关组件；工作人员通过监控上位机和光网转换器配合，能够远程监控半导体开关组件的电流工况，并下发调整指令；通过光电连接器和光网转换器配合，接收监控上位机的信号指令并传递至触发控制电路板，触发控制电路板和脉冲电流输出接口配合对半导体开关组件进行控制，将单一脉冲电流触发的半导体开关转变为脉冲电流的任意宽度、大小，并能够再不同频率下对脉冲电流进行调整，实现由单一电流大小来触发半导体开关转变成不同的触发电流宽度、电流大小触发半导体开关；
本新型装置结构简单，能够减小现有技术中需要多个装置来实现不同的参数对半导体开关性能的影响，同时能够远程对半导体开关的开通特性、热结温特性、延时特性等参数进一步探究和优化，提高半导体开关组件的工作性能；同时金属屏蔽盒体能够进一步提高本新型装置内部的安全性和稳定性，不受电流波动的干扰。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种智能控制半导体开关触发装置的结构原理拓扑图；
图2是本实用新型实施例提供的一种智能控制半导体开关触发装置的金属盒体外周接线示意图；
图3是本实用新型实施例提供的一种智能控制半导体开关触发装置的金属盒体的操作面板结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
实施例一：
图1示出一种智能控制半导体开关触发装置的结构原理拓扑图，如图1所示，本实施例提供一种智能控制半导体开关触发装置，用于半导体开关组件的触发，所述装置包括光电脉冲输出盒、远程操控盒和监控上位机；
所述光电脉冲输出盒包括金属屏蔽盒体、触发控制电路板和光电连接器；所述触发控制电路板设置于所述金属屏蔽盒体内，所述光电连接器设置于所述金属屏蔽盒体上，所述触发控制电路板与所述光电连接器连接；
所述远程操控盒包括操控盒体和光网转换器；所述光网转换器设置于所述操控盒体上，所述光网转换器与所述监控上位机连接，且所述光网转换器和所述光电连接器连接；
所述触发控制电路板具有脉冲电流输出接口，所述脉冲电流输出接口用于连接所述半导体开关组件。
本新型装置包括光电脉冲输出盒和远程操盒，所述光电脉冲输出盒的触发控制电路板和脉冲电流输出连接口配合，连接半导体开关组件；工作人员通过监控上位机和光网转换器配合，能够远程监控半导体开关组件的电流工况，并下发调整指令；通过光电连接器和光网转换器配合，接收监控上位机的信号指令并传递至触发控制电路板，触发控制电路板和脉冲电流输出接口配合对半导体开关组件进行控制，将单一脉冲电流触发的半导体开关转变为脉冲电流的任意宽度、大小，并能够再不同频率下对脉冲电流进行调整，实现由单一电流大小来触发半导体开关转变成不同的触发电流宽度、电流大小触发半导体开关；
本新型装置结构简单，能够减小现有技术中需要多个装置来实现不同的参数对半导体开关性能的影响，同时能够远程对半导体开关的开通特性、热结温特性、延时特性等参数进一步探究和优化，提高半导体开关组件的工作性能；同时金属屏蔽盒体具有导电绝缘涂层的外表面，质量较轻的铝合金，以及内表面导电涂层，使整个盒体的外部处于绝缘，内部导电屏蔽，增强了装置在强脉冲磁场和高压变化电场下的抗干扰能力；能够进一步提高本新型装置内部的安全性和稳定性，不受电流波动的干扰。
实施例二：
在实施例一的基础上，在一些实现方式中，所述光网转换器与所述光电连接器通过光电航插结构连接。
通过光电连接器和光网转换器配合，接收监控上位机的信号指令并传递至触发控制电路板，触发控制电路板和脉冲电流输出接口配合对半导体开关组件进行控制，将单一脉冲电流触发的半导体开关转变为脉冲电流的任意宽度、大小，并能够再不同频率下对脉冲电流进行调整，实现由单一电流大小来触发半导体开关转变成不同的触发电流宽度、电流大小触发半导体开关；
在一些实现方式中，所述光网转换器包括光网转换单元、光网通信转换单元；
所述光网转换单元和光网通信转换单元设置于所述操控盒体内；
所述光网转换单元和光网通信转换单元之间通过多模光纤航插结构连接。
在一些实现方式中，所述光网通信转换单元连接所述监控上位机。
在一些实现方式中，所述光网转换单元和所述光网通信转换单元通过光电航插结构连接。
通过光网转换单元和光网通信转换单元配合，能够将监控上位机的触发控制指令进行接收，同时能够帮助监控上位机获取光电脉冲输出盒内获取的半导体组件的脉冲信号。
在一些实现方式中，所述光网转换器还包括时序控制电路和光脉冲激发电路；
所述时序控制电路和所述脉冲激发电路分别设置于所述操控盒体内；所述时序控制电路和所述脉冲激发电路相连；
所述光网通信转换单元和所述时序控制电路相连。
实施例三：
在实施例二的基础上，所述触发控制电路板设有脉冲你电流输出接口；
所述脉冲电流输出接口和所述半导体开关组件的门极相连。
在一些实现方式中，所述光电连接器包括光电混合航插连接器。
在一些实现方式中，所述光电混合航插连接器包括光电混合航插插头和两个插座；
所述光电混合航插插头为双向插头；
所述插座分别设于所述金属屏蔽盒体和所述操控盒体上；
所述两个插座之间通过光电混合航插插头连接。
在一些实现方式中，所述触发控制电路板连接所述金属屏蔽盒体对应的插座；所述光网转换单元线路连接所述操控盒体对应的插座。
本新型装置在能够高电压隔离前提下，对所述光脉冲输出盒的输入输出口模型精准控制，包括单脉冲输出、脉冲串输出、脉冲电流大小任意调节、脉冲电流宽度任意调节以及多路脉冲电流的同步和异步高精度输出。
实施例四：
在实施例三的基础上，图2示出一种智能控制半导体开关触发装置的金属盒体外周接线示意图；图3示出一种智能控制半导体开关触发装置的金属盒的操作面板结构示意图；如图2、3所示，本实施例提供智能控制半导体开关触发装置，包括：金属屏蔽盒体1，第一光电连接器2，脉冲电流输出接口，光纤通讯接口6，脉冲激光电路的光脉冲信号激发端子7，第二光电连接器8，指示灯10，LED显示11，供电端子12。
脉冲电流输出接口包括多个光脉冲信号接收端子3和多个脉冲电流输出端子4；光脉冲信号接收端子3和脉冲电流输出端子4成对出现；每个端子经过高电压绝缘设计，对地绝缘等级达到几十千伏，并且每路所述的端子之间也是高电压绝缘设计，绝缘等级能够达到几十千伏；通过光脉冲信号接收端子3和脉冲电流输出端子4能够同时连连接多个半导体开关组件，提高工作效率；
脉冲激光电路包括多个光脉冲信号激发端子7，多个光脉冲信号激发端子7为光脉冲输出盒提供不同光脉冲宽度、光脉冲频率的光源，激发端子盒接受端子之间通过光脉冲建立连接，起到了高压隔离作用，保证了前端设备的安全可靠，隔绝了上/下段的电气物理连接，起到了很好的抗电磁干扰作用；
指示灯10为工作指示灯，通过不同频率的光源闪烁来提示工作的模式；
LED显示11，为本地触摸屏操控终端，设置工作模式、更改激发半导体开关电流、脉宽、频率、周期等，同时还具有显示功能，实时显示每支路的工作状态；
供电端子12，供电端子为装置的供电输入接口，此接口为宽范围电压输入，具备交/直流供电功能。
本公开的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变形而不脱离本公开的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本公开权利要求及其等同技术的范围，则本公开的意图也包含这些改动和变形在内。
Claims (10)
1.一种智能控制半导体开关触发装置，用于半导体开关组件的触发，其特征在于，所述装置包括光电脉冲输出盒、远程操控盒和监控上位机；
所述光电脉冲输出盒包括金属屏蔽盒体、触发控制电路板和光电连接器；所述触发控制电路板设置于所述金属屏蔽盒体内，所述光电连接器设置于所述金属屏蔽盒体上，所述触发控制电路板与所述光电连接器连接；
所述远程操控盒包括操控盒体和光网转换器；所述光网转换器设置于所述操控盒体上，所述光网转换器与所述监控上位机连接，且所述光网转换器和所述光电连接器连接；
所述触发控制电路板具有脉冲电流输出接口，所述脉冲电流输出接口用于连接所述半导体开关组件。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光网转换器与所述光电连接器通过光电航插结构连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光网转换器包括光网转换单元、光网通信转换单元；
所述光网转换单元和光网通信转换单元设置于所述操控盒体内；
所述光网转换单元和光网通信转换单元之间通过多模光纤航插结构连接；
所述多模光纤航插结构两端分别连接所述光网转换单元和所述光网通信转换单元。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光网通信转换单元连接所述监控上位机。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光网转换单元和所述光网通信转换单元通过光电航插结构连接。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光网转换器还包括时序控制电路和光脉冲激发电路；
所述时序控制电路和所述脉冲激发电路分别设置于所述操控盒体内；所述时序控制电路和所述脉冲激发电路相连；
所述光网通信转换单元和所述时序控制电路相连。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述触发控制电路板设有脉冲电流输出接口；
所述脉冲电流输出接口和所述半导体开关组件的门极相连。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光电连接器包括光电混合航插连接器。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述光电混合航插连接器包括光电混合航插插头和两个插座；
所述光电混合航插插头为双向插头；
所述插座分别设于所述金属屏蔽盒体和所述操控盒体上；
所述两个插座之间通过所述光电混合航插插头连接。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述触发控制电路板连接所述金属屏蔽盒体对应的插座；所述光网转换单元线路连接所述操控盒体对应的插座。
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