氫閘流管控制柵極的驅(qū)動源的制作方法
【專利摘要】一種氫閘流管控制柵極的驅(qū)動源，該驅(qū)動源的電源僅由單相～220V供電，包括脈沖變壓器，脈沖變壓器的初級設(shè)有脈沖形成電路，脈沖變壓器的次級設(shè)置的負(fù)偏壓生成電路、磁脈沖壓縮電路和L-C低通匹配電路。本發(fā)明重量減輕，縮小體積，便于驅(qū)動源的一體化；可抑制氫閘流管開關(guān)產(chǎn)生高頻電磁干擾，避免氫閘流管連通，保護(hù)和延長氫閘流管的使用壽命；能確保氫閘流管工作在最佳狀態(tài)：低延遲，低跳動，低漂移，高重復(fù)頻率。
【專利說明】氫閘流管控制柵極的驅(qū)動源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氫閘流管，特別是一種氫閘流管控制柵極的驅(qū)動源。
【背景技術(shù)】
[0002]氫閘流管具有低時間跳動，低陽極著火延遲時間，低陽極著火延遲時間漂移和高陽極脈沖電流上升速率的特點(diǎn)?？捎糜谲娛隆⒖蒲?、醫(yī)療領(lǐng)域及民用高科技產(chǎn)品，其中包括雷達(dá)、激光器、電子加速器、脈沖調(diào)制器中作高脈沖重復(fù)頻率快速上升沿脈沖的大功率開關(guān)。
[0003]氫閘流管的典型工作電路如圖1所示，從圖1中可知，氫閘流管控制柵極需要雙電源:直流電源B和直流電源C，除啟動點(diǎn)火一個正觸發(fā)脈沖外，為縮短消電容時間，提高工作重復(fù)頻率，柵極還需加ー個負(fù)偏壓，該負(fù)偏壓由單獨(dú)的ー個直流電源B提供。正觸發(fā)脈沖由直流電源C輸出經(jīng)隔離脈沖變壓器直接加到控制柵極G，輸出脈沖不理想，上升沿差外，更嚴(yán)重易受閘流管開關(guān)過程中產(chǎn)生的高頻尖峰干擾，造成閘流管連通，縮短閘流管壽命，易引起主電源控制器等的損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種氫閘流管控制柵極的驅(qū)動源，該驅(qū)動源具有:
[0005]1、省去為氫閘流管柵偏壓的直流電源，而由其他來替代，既減輕重量，縮小體積，又便于驅(qū)動源的一體化；
[0006]2、抑制氫閘流管開關(guān)產(chǎn)生高頻電磁干擾，避免氫閘流管連通，保護(hù)和延長氫閘流管的使用壽命；
[0007]3、確保氫閘流管工作在最佳狀態(tài):低延遲，低跳動，低漂移，高重復(fù)頻率。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0009]一種氫閘流管控制柵極的驅(qū)動源，特點(diǎn)在于該驅(qū)動源的電源僅由単相?220V供電，包括脈沖變壓器，該脈沖變壓器的初級設(shè)有脈沖形成電路，該脈沖變壓器的次級設(shè)置負(fù)偏壓生成電路、磁脈沖壓縮電路和L-C低通匹配電路。
[0010]所述的脈沖形成電路包括単相?220V電源、橋堆、濾波電容、隔離ニ極管、充電電感、儲能電容、開關(guān)管、同步脈沖變壓器和脈沖變壓器，単相?220V電源的兩極接所述的橋堆的兩輸入端，該橋堆輸出的正極經(jīng)所述的隔離ニ極管、充電電感接所述的儲能電容的一端，該儲能電容的另一端經(jīng)所述的脈沖變壓器的初級的第I端，所述的濾波電容的一端接所述的橋堆的正極與隔離ニ極管的正極的節(jié)點(diǎn)，所述的開關(guān)管的集電極接所述的充電電感和儲能電容的節(jié)點(diǎn)，所述的開關(guān)管的柵極接所述的同步脈沖變壓器的次級的第3端，所述的橋堆輸出的負(fù)極與濾波電容的另一端、所述的同步脈沖變壓器的次級的第4端、開關(guān)管的發(fā)射極、脈沖變壓器初級的第2端形成節(jié)點(diǎn)；
[0011]所述的脈沖變壓器的次級的第3端經(jīng)第2隔離ニ極管、自飽和電感、第3電感接第7電容的一端和所述的氫閘流管的柵極，第3隔離ニ極管的負(fù)極接第2隔離ニ極管的負(fù)極和自飽和電感的節(jié)點(diǎn)，所述的第5電容的一端經(jīng)第3電容接第2隔離二極管的負(fù)極和自飽和電感的節(jié)點(diǎn)，所述的脈沖變壓器的次級的第4端與第3隔離二極管的正極，第5電容的另一端、第6電容的一端、第二電阻的一端、穩(wěn)壓管的正極、第一電阻的一端構(gòu)成節(jié)點(diǎn),所述的第二電阻的另一端接發(fā)光管的負(fù)極，所述的穩(wěn)壓管的負(fù)極經(jīng)第4電容接所述的自飽和電感和第3電感的節(jié)點(diǎn)，第一電阻的另一端與所述的自飽和電感和第3電感的節(jié)點(diǎn)相連；所述的穩(wěn)壓管的負(fù)極、發(fā)光管的正極、第6電容的另一端與所述的第5電容和第3電容之間形成節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)和第7電容的另一端與所述的氫閘流管的陰極相連。
[0012]所述的開關(guān)管為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)效果如下:
[0014]本發(fā)明氫閘流管控制柵極的驅(qū)動源，特點(diǎn)在于包括脈沖變壓器初級設(shè)有脈沖形成電路，次級設(shè)置的負(fù)偏壓生成電路、磁脈沖壓縮電路和L-C低通匹配電路:
[0015]1、所述的脈沖形成回路:
[0016]本發(fā)明驅(qū)動源的電源僅由單相?220V供電，經(jīng)整流濾波輸出310V直流電壓，通過隔離二極管和充電電感對儲能電容直流諧振充電到600V，當(dāng)開關(guān)管VT (IGBT)經(jīng)同步脈沖變壓器加上外來同步脈沖后，開關(guān)管VT導(dǎo)通，儲能電容通過開關(guān)管和脈沖變壓器的初級放電，該脈沖變壓器的次級輸出一定寬度和一定重復(fù)頻率的近矩形脈沖。諧振充電效率可達(dá)100%，并有利于在高重復(fù)頻率下工作保持脈沖平穩(wěn)。
[0017]2、本發(fā)明次級設(shè)置的三個電路:
[0018](A)負(fù)偏壓生成電路
[0019]由第5電容C5,第6電容C6、氫閘流管陰極、穩(wěn)壓管ZD、第一電阻Rl組成自整流穩(wěn)壓電路，供給氫閘流管柵控制柵極一個負(fù)偏壓，替代原直流電源B，省去笨重的電力變壓器，同時縮小了體積，其負(fù)偏壓較直流電源以提供更大消電離電流，促使更高重復(fù)頻率正常負(fù)荷下安全、可靠工作。
[0020]( B )磁脈沖壓縮電路
[0021]由自飽和電感L2和第三電容C3、第四電容C4構(gòu)成磁脈沖壓縮電路。脈沖變壓器輸出的脈沖幅度和上升沿得到很大提升?？s短了氫閘流管放電電流脈沖相對同步脈沖的延遲、抖動，確保氫閘流管準(zhǔn)確無誤點(diǎn)火；同時所述的自飽和電感L2抑制了氫閘流管的柵陰極擊穿時高尖峰進(jìn)入驅(qū)動源，大大提高抗干擾能力，消除了誤觸發(fā)引發(fā)氫閘流管連通起到保護(hù)和延長閘流管使用壽命的作用。
[0022](C) L-C低通匹配電路
[0023]由第3電感L3、第7電容C7組成L型低通匹配電路。消除觸發(fā)脈沖反射源點(diǎn)，使氫閘流管柵極獲得最大的驅(qū)動功率，從而減小延遲時間及其抖動；同時降低了高頻電磁干擾，便于長線傳輸柵極觸發(fā)脈沖。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是現(xiàn)有氫閘流管工作電路圖
[0025]圖2是本發(fā)明氫閘流管控制柵極的驅(qū)動源電路圖
【具體實(shí)施方式】[0026]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]先請參閱圖2，圖2是本發(fā)明氫閘流管控制柵極的驅(qū)動源電路圖，由圖可見，本發(fā)明氫閘流管控制柵極的驅(qū)動源，該驅(qū)動源的電源僅由単相?220V供電，包括脈沖變壓器TC2，該脈沖變壓器TC2的初級設(shè)有脈沖形成電路，該脈沖變壓器TC2的次級設(shè)置的負(fù)偏壓生成電路、磁脈沖壓縮電路和L-C低通匹配電路。
[0028]所述的脈沖形成回路包括単相?220V電源、橋堆D4、濾波電容Cl、隔離ニ極管D1、充電電感L1、儲能電容C2、開關(guān)管VT、同步脈沖變壓器TCl和脈沖變壓器TC2，單相?220V電源的兩極接所述的橋堆D4的兩輸入端，該橋堆D4正極經(jīng)所述的隔離ニ極管D1、充電電感LI接所述的儲能電容C2的一端，該儲能電容C2的另一端經(jīng)所述的脈沖變壓器TC2的初級的第I端，所述的濾波電容Cl的一端接所述的橋堆D4的正極與隔離ニ極管Dl的正極的節(jié)點(diǎn)，所述的開關(guān)管VT的集電極接所述的充電電感LI和儲能電容C2的節(jié)點(diǎn)，所述的開關(guān)管VT的柵極接所述的同步脈沖變壓器TCl的次級的第3端，所述的橋堆D4的負(fù)極與濾波電容Cl的另一端、所述的同步脈沖變壓器TCl的次級的第4端、開關(guān)管VT的發(fā)射極、脈沖變壓器TC2初級的第2端形成節(jié)點(diǎn)；所述的脈沖變壓器TC2的次級的第3端經(jīng)第2隔離ニ極管D2、自飽和電感L2、第3電感L3接第7電容C7的一端和氫閘流管的柵極G，第3隔離ニ極管D3的負(fù)極接第2隔離ニ極管D2的負(fù)極和自飽和電感L2的節(jié)點(diǎn)，所述的第5電容C5的一端經(jīng)第3電容C3接第2隔離ニ極管D2的負(fù)極和自飽和電感L2的節(jié)點(diǎn)，所述的脈沖變壓器TC2的次級的第4端與第3隔離ニ極管D3的正扱，第5電容C5的另一端、第6電容C6的一端、第二電阻R2的一端、穩(wěn)壓管ZD的正極、第一電阻的一端構(gòu)成節(jié)點(diǎn),所述的第二電阻R2的另一端接發(fā)光管LED的負(fù)極，穩(wěn)壓管ZD的負(fù)極經(jīng)第4電容C4接所述的自飽和電感L2和第3電感L3的節(jié)點(diǎn)，第一電阻Rl的另一端與所述的自飽和電感L2和第3電感L3的節(jié)點(diǎn)相連；所述的穩(wěn)壓管ZD的負(fù)極、發(fā)光管LED的正極、第6電容C6的另一端與所述的第5電容C5和第3電容C3之間接點(diǎn)形成節(jié)點(diǎn)、該節(jié)點(diǎn)及第7電容C7的另一端與所述的氫閘流管的陰極(K)相連。
[0029]本實(shí)施例中開關(guān)管VT為絕緣柵雙極型晶體管IGBT。所述的第二電阻R2為限流電阻。
[0030]實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明驅(qū)動源具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0031]1、可省去氫閘流管柵偏壓的直流電源，而由其他來替代，既減輕重量，縮小體積，又便于驅(qū)動源的一體化；
[0032]2、抑制氫閘流管開關(guān)產(chǎn)生高頻電磁干擾，避免氫閘流管連通，保護(hù)和延長氫閘流管的使用壽命；
[0033]3、確保氫閘流管工作在最佳狀態(tài):低延遲，低跳動，低漂移，高重復(fù)頻率。
【權(quán)利要求】
1.一種氫閘流管控制柵極的驅(qū)動源，特征在于該驅(qū)動源的電源僅由單相?220V供電，包括脈沖變壓器(TC2)，脈沖變壓器(TC2)的初級設(shè)有脈沖形成電路，脈沖變壓器(TC2)的次級設(shè)置的負(fù)偏壓生成電路、磁脈沖壓縮電路和L-C低通匹配電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫閘流管控制柵極的驅(qū)動源，其特征在于所述的脈沖形成電路包括單相?220V電源、橋堆(D4)、濾波電容(Cl)、隔離二極管(D1)、充電電感(LI)、儲能電容(C2)、開關(guān)管(VT)、同步脈沖變壓器(TCl)和脈沖變壓器(TC2)，所述的單相?220V電源的兩極接所述的橋堆(D4)的兩輸入端，該橋堆(D4)輸出的正極經(jīng)所述的第I隔離二極管(Dl)、充電電感(LI)接所述的儲能電容(C2)的一端，該儲能電容(C2)的另一端接所述的脈沖變壓器(TC2)的初級的第I端，所述的濾波電容(Cl)的一端接所述的橋堆(D4)的正極與第I隔離二極管(Dl)的正極的節(jié)點(diǎn)，所述的開關(guān)管(VT)的集電極接所述的充電電感(LI)和儲能電容(C2)的節(jié)點(diǎn)，所述的開關(guān)管(VT)的柵極接所述的同步脈沖變壓器(TCl)的次級的第3端，所述的橋堆(D4)輸出的負(fù)極與濾波電容(Cl)的另一端、所述的同步脈沖變壓器(TCl)的次級的第4端、開關(guān)管(VT)的發(fā)射極和脈沖變壓器(TC2)初級的第2端形成節(jié)點(diǎn)； 所述的脈沖變壓器(TC2)的次級的第3端經(jīng)第2隔離二極管(D2)、自飽和電感(L2)、第3電感(L3)接第7電容(C7)的一端和氫閘流管的柵極(G)，第3隔離二極管(D3)的負(fù)極接第2隔離二極管(D2)的負(fù)極和自飽和電感(L2)的節(jié)點(diǎn)，所述的第5電容(C5)的一端經(jīng)第3電容(C3)接第2隔離二極管(D2)的負(fù)極和自飽和電感(L2)之間的節(jié)點(diǎn)，所述的脈沖變壓器(TC2)的次級的4端與第3隔離二極管(D3)的正極、第5電容(C5)的另一端、第6電容(C6)的一端、第二電阻(R2)的一端、穩(wěn)壓管(ZD)的正極、第一電阻的一端構(gòu)成節(jié)點(diǎn)，所述的第二電阻(R2)的另一端接發(fā)光管(LED)的負(fù)極，穩(wěn)壓管(ZD)的負(fù)極經(jīng)第4電容(C4)接所述的自飽和電感(L2)和第3電感(L3)的節(jié)點(diǎn)，第一電阻(Rl)的另一端與所述的自飽和電感(L2)和第3電感(L3)的節(jié)點(diǎn)相連；所述的穩(wěn)壓管(ZD)的負(fù)極、發(fā)光管(LED)的正極、第6電容(C6)的另一端與所述的第5電容(C5)和第3電容(C3)之間形成節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)和第7電容(C7)的另一端與所述的氫閘流管的陰極(K)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫閘流管控制柵極的驅(qū)動源，其特征在于所述的開關(guān)管(VT)為絕緣柵雙極型晶體管。
【文檔編號】H03K17/687GK103595386SQ201310624553
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】丁悅, 黃加新, 趙傳奇, 姜閱清 申請人:蘇州銅威激光有限公司