一種電磁觸發(fā)式高壓固態(tài)開關(guān)的觸發(fā)回路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及高壓固態(tài)開關(guān)領(lǐng)域，具體是一種電磁觸發(fā)式高壓固態(tài)開關(guān)的觸發(fā)回路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，電纜振蕩波局部放電檢測技術(shù)(DAC/OWTS)已經(jīng)成為國內(nèi)外高壓電力電纜絕緣狀況診斷的熱門課題。振蕩波檢測技術(shù)主要用于交聯(lián)聚乙烯電力電纜檢測，屬于離線檢測的一種有效形式，其中高壓固體開關(guān)是整個試驗裝置的核心部件，固體開關(guān)須具備耐受電壓高、電流容量瞬間較大、導通速度快、無局部放電、無干擾、可重復性好、性能穩(wěn)定等特點。
[0003]研宄者正在試圖用基于半導體器件的固體開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氣隙開關(guān)和機械開關(guān)，尤其在脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，固體開關(guān)的相關(guān)技術(shù)一直是研宄的熱點課題，這是因為固體開關(guān)具有壽命長、性能穩(wěn)定可靠、可控性高、導通速度快的優(yōu)點。在振蕩波測試系統(tǒng)中，固體開關(guān)處于高電位點，觸發(fā)電路的關(guān)鍵是如何將低電位的觸發(fā)信號同步傳遞到處于各懸浮高電位的IGBT門極進而控制其通斷狀態(tài)。其中觸發(fā)回路的設(shè)計是高壓固態(tài)開關(guān)的重要部分。
[0004]根據(jù)信號傳遞方式的不同，觸發(fā)方式主要包括光纖觸發(fā)、光耦觸發(fā)和電磁觸發(fā)。光纖控制觸發(fā)電力電子器件，可以解決電磁干擾和高壓隔離的問題，但在多級串聯(lián)時，光纖線路龐雜，并且各級光電轉(zhuǎn)換器的懸浮工作模式下的電能供應比較棘手。
[0005]電磁觸發(fā)是將低電位觸發(fā)脈沖信號經(jīng)脈沖變壓器隔離后送到高電位電力電子器件門極。脈沖變壓器利用磁作為媒介，實現(xiàn)觸發(fā)電路與主電路之間的隔離，具有可靠性高、電路簡單、成本低等優(yōu)點。本實用新型針對測量電纜振蕩波局部放電的需求特點，設(shè)計一種固態(tài)開關(guān)的出發(fā)回路，可觸發(fā)高壓回路的通斷，對觸發(fā)回路進行設(shè)計，使其同步性提高，觸發(fā)時間更短，更加穩(wěn)定。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種電磁觸發(fā)式高壓固態(tài)開關(guān)的觸發(fā)回路，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0008]一種電磁觸發(fā)式高壓固態(tài)開關(guān)的觸發(fā)回路，包括輸入信號、光耦隔離電路、H橋及其驅(qū)動電路、D觸發(fā)器控制電路和電磁感應電路。
[0009]作為本實用新型進一步的方案:所述輸入信號由單片機產(chǎn)生，所述光耦隔離電路對所述輸入信號進行隔離，隔離后的輸入信號分成兩路，一路輸入H橋驅(qū)動板，一路輸入D觸發(fā)器Cp端；所述H橋驅(qū)動板在對輸入信號進行處理后分別對四個MOS管進行控制其開斷，MOS管設(shè)于H橋驅(qū)動板中間，用于搭建能量輸出節(jié)點。
[0010]作為本實用新型再進一步的方案:所述D觸發(fā)器在Cp端接入信號，在D端接入控制信號，控制信號在Cp端輸入信號的邊沿時開始觸發(fā)，Q端輸出控制干路上能量開關(guān)開斷。
[0011]作為本實用新型再進一步的方案:所述電磁感應電路部分，包括鐵氧體磁環(huán)作為核心元件，將兩個能量節(jié)點用導線連接，導線穿過鐵氧體磁環(huán)，導線在鐵氧體磁環(huán)上纏繞副邊感應線圈，達到傳遞信息及能量的目的。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型基于半導體器件的固體開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氣隙開關(guān)和機械開關(guān)，尤其在脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，與傳統(tǒng)機械開關(guān)相比，固體開關(guān)具有壽命長、性能穩(wěn)定可靠、可控性高、導通速度快的優(yōu)點，本實用新型的觸發(fā)回路，加入了光耦隔離，減少了副邊高壓側(cè)對控制回路的影響；加入了 H橋及其驅(qū)動部分，加強了對輸出觸發(fā)信號的波形控制；加入了 D觸發(fā)器控制能量開關(guān)，提高了同步性能；通過使用電磁耦合方式，對控制側(cè)及高壓側(cè)進行了進一步的隔離，大幅度提高其抗干擾性能，并且達到了一對多的控制效果，在傳遞能量的同時，保持了其同步性能。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型一種電磁觸發(fā)式高壓固態(tài)開關(guān)的觸發(fā)回路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2為本實用新型一種電磁觸發(fā)式高壓固態(tài)開關(guān)的觸發(fā)回路中H橋的電路圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0016]請參閱圖1?2，本實用新型實施例中，一種電磁觸發(fā)式高壓固態(tài)開關(guān)的觸發(fā)回路，包括輸入信號、光耦隔離電路、H橋及其驅(qū)動電路、D觸發(fā)器控制電路和電磁感應電路；
[0017]所述輸入信號由單片機產(chǎn)生，頻率為200KHZ ;所述光耦隔離電路對所述輸入信號進行隔離，隔離后的輸入信號分成兩路，一路輸入H橋驅(qū)動板，一路輸入D觸發(fā)器Cp端；所述H橋驅(qū)動板在對輸入信號進行處理后分別對四個MOS管進行控制其開斷，MOS管設(shè)于H橋驅(qū)動板中間，用于搭建能量輸出節(jié)點；
[0018]所述D觸發(fā)器在Cp端接入信號，在D端接入控制信號，控制信號在Cp端輸入信號的邊沿時開始觸發(fā)，Q端輸出控制干路上能量開關(guān)開斷；
[0019]所述電磁感應電路部分，包括鐵氧體磁環(huán)作為核心元件，將兩個能量節(jié)點用導線連接，導線穿過鐵氧體磁環(huán)，導線在鐵氧體磁環(huán)上纏繞副邊感應線圈，達到傳遞信息及能量的目的。
[0020]本實用新型的工作原理是:本實用新型由控制信號輸入部分，光耦隔離部分，H橋及其驅(qū)動部分，D觸發(fā)器同步控制能量開關(guān)以及電磁傳感部分。由信號輸入部分產(chǎn)生200KHz的方波，經(jīng)光耦隔離后，一路傳入H橋驅(qū)動部分，利用驅(qū)動板程序驅(qū)動四個對應位置開關(guān)的開閉狀態(tài)，從而控制輸出節(jié)點輸出觸發(fā)信號的極性和頻率。另一路信號，經(jīng)光耦隔離后傳至D觸發(fā)器CP端，觸發(fā)器D端接入IHz觸發(fā)控制信號，Q端輸出控制能量開關(guān)開合，從而使觸發(fā)同步，最后具有能量的觸發(fā)信號經(jīng)鐵氧體磁環(huán)傳至復變對高壓回路進行控制；
[0021]輸入光耦隔離結(jié)構(gòu)相當于把發(fā)光二極管和光敏三極管封裝在一起。光耦隔離電路使被隔離的兩部分電路之間沒有電的直接連接，主要是防止因有電的連接而引起的干擾，特別是低壓的控制電路與外部高壓電路之間；
[0022]所述H橋由四個MOS管構(gòu)成，由驅(qū)動程序控制位置，MOS管交替導通，從而達到了控制節(jié)點輸出能量的極性，再通過驅(qū)動板控制交替的頻率，達到對輸出平率的控制。
[0023]所述D觸發(fā)器控制能量開關(guān)，是通過D觸發(fā)器來對干路上的能量開關(guān)進行控制，當能量開關(guān)斷開時，輸出節(jié)點不具有能量，當能量開關(guān)閉合時，輸出節(jié)點可以輸出能量。D觸發(fā)器的Cp端接入與H橋驅(qū)動的統(tǒng)一信號，是為了保證觸發(fā)是的同步性，避免了不完全觸發(fā)。
[0024]所述原副邊感應線圈，是將圓邊觸發(fā)信號回路與副邊高壓回路輸入信號回路通過電磁耦合的方式連接在一起，一條觸發(fā)回路線可以帶動多條感應回路線，其核心元件為鐵氧體磁環(huán)。
[0025]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。不應將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0026]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
【主權(quán)項】
1.一種電磁觸發(fā)式高壓固態(tài)開關(guān)的觸發(fā)回路，其特征在于，包括輸入信號、光耦隔離電路、H橋及其驅(qū)動電路、D觸發(fā)器控制電路和電磁感應電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁觸發(fā)式高壓固態(tài)開關(guān)的觸發(fā)回路，其特征在于，所述輸入信號由單片機產(chǎn)生，輸入信號經(jīng)過所述光耦隔離電路分成兩路，一路輸入H橋驅(qū)動板，一路輸入D觸發(fā)器Cp端；所述H橋驅(qū)動板中間設(shè)有四個MOS管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁觸發(fā)式高壓固態(tài)開關(guān)的觸發(fā)回路，其特征在于，所述D觸發(fā)器在Cp端接入信號，在D端接入控制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁觸發(fā)式高壓固態(tài)開關(guān)的觸發(fā)回路，其特征在于，所述電磁感應電路部分，包括鐵氧體磁環(huán)，兩個能量節(jié)點用導線連接，導線穿過鐵氧體磁環(huán)，導線在鐵氧體磁環(huán)上纏繞副邊感應線圈。
【專利摘要】本實用新型公開了一種電磁觸發(fā)式高壓固態(tài)開關(guān)的觸發(fā)回路，包括輸入信號、光耦隔離電路、H橋及其驅(qū)動電路、D觸發(fā)器控制電路和電磁感應電路，本實用新型基于半導體器件的固體開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氣隙開關(guān)和機械開關(guān)，尤其在脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，與傳統(tǒng)機械開關(guān)相比，固體開關(guān)具有壽命長、性能穩(wěn)定可靠、可控性高、導通速度快的優(yōu)點，本實用新型的觸發(fā)回路，加入了光耦隔離，減少了副邊高壓側(cè)對控制回路的影響；加入了H橋及其驅(qū)動部分，加強了對輸出觸發(fā)信號的波形控制；大幅度提高其抗干擾性能，并且達到了一對多的控制效果，在傳遞能量的同時，保持了其同步性能。
【IPC分類】H03K3-02
【公開號】CN204349941
【申請?zhí)枴緾N201520039338
【發(fā)明人】裴少通, 劉云鵬, 王資博, 鐘平, 劉賀晨, 王暢, 張嗣琦
【申請人】華北電力大學（保定）
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月21日