CN220775379U - 一种氢闸流管温度保护装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种氢闸流管温度保护装置，包括电源变压器、电压放大单元、主控板、电压检测电路、继电器以及用于监测氢闸流管和电源变压器的表面温度的温控单元；所述电源变压器对氢闸流管加热；所述主控板与电压放大单元输入端连接，电压放大单元输出端与氢闸流管的栅极连接，主控板发送一个脉冲信号，经电压放大单元进行电压放大后作为氢闸流管的触发信号；所述电压检测电路用于检测加热导线上的电压，并将检测到的电压信号反馈给主控板；所述继电器线圈与主控板控制信号输出端连接，继电器常闭触点、温控单元、电源变压器以及220V电源串联形成供电回路。本申请相比于传统的温度保护装置，此装置结构简单，易于实现，安全、可靠又有效。
Description
技术领域
本申请涉及元器件保护领域，特别涉及一种氢闸流管温度保护装置。
背景技术
氢闸流管由阳极、栅极、阴极、储氢器、陶瓷外壳等部分组成，以氢气作为开关介质，通过将氢气的绝缘性能转化为电离气体的导电性能从而实现开关作用。通常，氢闸流管应用于高电压、大电流、高速开断的电路需求中。氢闸流管的正常运行需要提供1kV左右的高压脉冲信号和极板间加热大电流，在长时间工作中，保证其一直处在合适的温度下运行是极为重要的。一般来说，采用固定的电压对氢闸流管进行固定时长的加热，从而防止因为氢闸流管加热不充分而造成氢闸流管损坏的风险。但随着运行时间的持续，这种加热方式无法使得氢闸流管一直维持在合适的触发温度，往往会因为长时间的加热导致温度过高，大幅度缩短了氢闸流管的使用寿命甚至导致电器线路起火。
发明内容
本申请的一个目的是实现氢闸流管的温度保护，保证在氢闸流管出现工作温度过高的情况下，快速有效地停止氢闸流管工作，达到保护的作用，提供了一种氢闸流管温度保护装置。
本申请是通过以下技术措施来实现的：一种氢闸流管温度保护装置，包括电源变压器、电压放大单元、主控板、电压检测电路、继电器以及用于监测氢闸流管和电源变压器的表面温度的温控单元；所述电源变压器输出端通过加热导线与氢闸流管的储氢器、阴极连接，用于对氢闸流管加热；所述主控板与电压放大单元输入端连接，电压放大单元输出端与氢闸流管的栅极连接，主控板发送一个脉冲信号，经电压放大单元进行电压放大后作为氢闸流管的触发信号；所述电压检测电路用于检测加热导线上的电压，并将检测到的电压信号反馈给主控板；所述继电器线圈与主控板控制信号输出端连接，继电器常闭触点、温控单元、电源变压器以及220V电源串联形成供电回路。
作为优选，所述温控单元包括：第一温控开关，安装在氢闸流管表面；第二温控开关，安装在电源变压器表面；第二温控开关与第一温控开关串联形成温控单元。
作为优选，所述主控板与电压放大单元通过BNC连接线连接。
作为优选，所述电源变压器和电压放大单元封装成为一体作为驱动氢闸流管工作的触发器。
本申请的有益效果：(1)提供两层温度保护，可防止氢闸流管因长时间工作在过高温度而导致的损坏或引起的安全问题；(2)相比于传统的温度保护装置，此装置结构简单，易于实现，安全、可靠又有效。
附图说明
附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：
图1为氢闸流管温度保护装置结构示意图；
图2为触发器内部结构示意图；
图3为电源变压器的表面温度与氢闸流管温度变化对比图；
图4为电压检测电路。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
一种氢闸流管温度保护装置，如图1所示，包括电源变压器232、电压放大单元231、主控板210、电压检测电路230、继电器250以及用于监测氢闸流管和电源变压器的表面温度的温控单元240。
电源变压器输出端通过加热导线与氢闸流管100的储氢器、阴极连接，用于对氢闸流管加热。主控板与电压放大单元通过BNC连接线连接，电压放大单元输出端与氢闸流管的栅极连接。主控板发送一个脉冲信号，经电压放大单元进行电压放大后作为氢闸流管的触发信号。本实施例中，主控板可采用单片机实现，由于其功能比较简单，任意型号的单片均可适用。继电器线圈与主控板控制信号输出端连接，继电器常闭触点与温控单元、电源变压器输入端以及220V电源串联形成对电源变压器的供电回路。需要说明的是，电压放大单元用于对脉冲信号进行电压放大，可采用市场上常见的氢闸流管触发电路。
为了安装方便，如图2所示，电源变压器232和电压放大单元231封装成为一体作为驱动氢闸流管工作的触发器230。
通过大量实验数据测算，发现触发器中用于给氢闸流管进行加热的电源变压器的表面温度与氢闸流管的温度变化成正相关，如图3所示。因此，本申请中设置了两个温控开关：第一温控开关，安装在氢闸流管表面；第二温控开关，安装在电源变压器表面；第二温控开关与第一温控开关串联形成温控单元。本实施例中，第一温控开关采用型号为KSD301的常闭开关，动作温度为95℃，第二温控开关采用型号为KSD301的常闭开关，动作温度为120℃。第二温控开关与第一温控开关串联形成温控单元。
电压检测电路用于检测加热导线上的电压，并将检测到的电压信号反馈给主控板。本申请中，电压检测电路采用最为常见的单相桥式整流电路，如图4所示，通过电容滤波，将整流滤波好的直流经过光电耦合器输入端，从而输出端Uo会被下拉至地，输出低电平。当触发器处在正常工作状态下，输入端常有6.3V交流电压，故Uo输出低电平；当触发器被停止工作，输入端无电压输入，光电耦合器中光电三极管不导通，Uo通过上拉电阻，上拉至高电平，从而给主控板高电平。
在氢闸流管工作前，先进行一定时间的预热，由触发器的加热导线通过低电压大电流进行加热。
当氢闸流管工作时，主控板发送一个控制信号，通过触发器的电压放大单元将其放大成高压触发信号，放大后的高压触发信号作为氢闸流管的控制信号。
一方面，当氢闸流管(温度高于95℃)或电源变压器(温度高于120℃)温度过高时，代表着温度已经达到临界值，温控单元内常闭触点断开，触发器内电源变压器停止供电。另一方面，当电压检测电路检测到触发器的加热导线无电压时，发送高电平给主控板，主控板控制继电器线圈失电，触发器内电源变压器停止供电。此处之所以要通过主控板切断电源变压器电源是考虑到当电源变压器和氢闸流管尚未冷却充分但又低于温控开关断开值时，温控开关自动闭合，电源变压器和氢闸流管再次工作，温度又一次上升，温度上升至一定程度，温控开关又一次断开。温控开关反复开断，触发器和氢闸流管运行停止状态来回切换，无法正常工作，增加一个继电器，可实现对触发器和氢闸流管工作状态的自动切换，在温度过高时，强制触发器和氢闸流管停止工作，使其充分冷却后，再进行闭合工作。
综上所述，该实施例保证了当氢闸流管工作温度超出阈值时，立即停止对氢闸流管的加热，使其得到充分冷却后，再继续运行，达到温度保护的作用。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (4)
1.一种氢闸流管温度保护装置，其特征在于，包括电源变压器、电压放大单元、主控板、电压检测电路、继电器以及用于监测氢闸流管和电源变压器的表面温度的温控单元；
所述电源变压器输出端通过加热导线与氢闸流管的储氢器、阴极连接，用于对氢闸流管加热；
所述主控板与电压放大单元输入端连接，电压放大单元输出端与氢闸流管的栅极连接，主控板发送一个脉冲信号，经电压放大单元进行电压放大后作为氢闸流管的触发信号；
所述电压检测电路用于检测加热导线上的电压，并将检测到的电压信号反馈给主控板；
所述继电器线圈与主控板控制信号输出端连接，继电器常闭触点、温控单元、电源变压器以及220V电源串联形成供电回路。
2.根据权利要求1所述的一种氢闸流管温度保护装置，其特征在于，所述温控单元包括：第一温控开关，安装在氢闸流管表面；第二温控开关，安装在电源变压器表面；第二温控开关与第一温控开关串联形成温控单元。
3.根据权利要求1所述的一种氢闸流管温度保护装置，其特征在于，所述主控板与电压放大单元通过BNC连接线连接。
4.根据权利要求1所述的一种氢闸流管温度保护装置，其特征在于，所述电源变压器和电压放大单元封装成为一体作为驱动氢闸流管工作的触发器。
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