[发明专利]谐振充电式旋转火花开关触发装置

说明书

技术领域

本发明属于高频高压电源技术领域，具体涉及一种谐振充电式旋转火花开关触发装置。

背景技术

旋转开关是一种高压火花隙开关，为使其可靠导通，需采用高电压触发。目前旋转火花开关的触发装置采用高压脉冲触发，高压脉冲在击穿火花开关后，存在大量剩余能量，需要额外增加吸收电路，增加了系统的重量和体积，电磁干扰大。由于旋转火花开关内部的气体在高速流出，脉冲式高压触发装置产生的电离气体浓度非常容易从旋转火花开关内部流出，造成不易使旋转火花开关导通，导通分散性大，并且严重影响旋转火花开关的可靠触发和高重频工作；因此，需发明一种电磁干扰下、重量和体积小、触发可靠的高压装置，使旋转火花开关得到可靠地触发。

发明内容

本发明的目的在于提出一种谐振充电式旋转火花开关触发装置，解决现有技术存在的不易使旋转火花开关导通，导通分散性大，并且严重影响旋转火花开关的可靠触发和高重频工作的问题。

为实现上述目的，本发明的谐振充电式旋转火花开关触发装置包括整流滤波电路、全桥电路、串联谐振电路、高频高压变压器、高压整流桥、输出反馈检测电路和信号控制电路；

所述整流滤波电路将220V交流信号转换为直流信号并储能；所述全桥电路将所述直流信号转换为脉冲信号；所述脉冲信号经所述串联谐振电路将脉冲信号整形后，经所述高频高压变压器升压获得高压脉冲信号；所述高压脉冲信号经所述高压整流桥给负载电容充电，当负载电容电压达到火花隙自击穿电压，火花隙被击穿，负载电容放电；所述输出反馈检测电路检测负载电容放电状态；所述信号控制电路根据所述输出反馈检测电路检测结果输出驱动控制信号控制全桥电路停止工作。

本发明的有益效果为：相对于脉冲式旋转火花开关触发装置，本发明的一种谐振充电式旋转火花开关触发装置将高压持续加在开关两端，从气体击穿理论方面研究，相同电压作用在气体开关两端的时间越长，气体开关越容易击穿，提高了触发旋转火花开关的稳定性和可靠性。

谐振充电式旋转火花开关触发装置在击穿旋转火花开关后，不存在剩余能量，不需要大功率的吸收电路，减小了系统的体积和重量。

高压放电产生的反向电压将被高压整流桥钳位，减小了气体击穿放电对高频高压变压器及全桥电路的冲击，同时减小了对控制电路及电网的干扰。

附图说明

图1为本发明的谐振充电式旋转火花开关触发装置的结构框图；

图2为本发明的谐振充电式旋转火花开关触发装置实施例的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

参见附图1，本发明的谐振充电式旋转火花开关触发装置包括整流滤波电路1、全桥电路2、串联谐振电路3、高频高压变压器4、高压整流桥5、输出反馈检测电路6和信号控制电路7；

所述整流滤波电路1将220V交流信号转换为直流信号并储能；所述全桥电路2将所述直流信号转换为脉冲信号；所述脉冲信号经所述串联谐振电路3将脉冲信号整形，实现软开关；经整形后的脉冲信号再经所述高频高压变压器4升压获得高压脉冲信号；所述高压脉冲信号经所述高压整流桥5给负载电容充电，当负载电容电压达到火花隙自击穿电压，火花隙被击穿，负载电容放电；所述输出反馈检测电路6检测负载电容放电状态；所述信号控制电路7根据所述输出反馈检测电路6检测结果输出驱动控制信号控制全桥电路2停止工作。

所述全桥电路2采用智能功率模块IPM构成，SG3525作为系统的控制芯片，直流电压经全桥电路2及串联谐振电路3在高频高压变压器4原边获得脉冲信号，此脉冲信号经高频高压变压器4的升压和变压器次级整流给负载电容充电，当负载电容电压达到火花开关间隙的自击穿电压时，旋转火花开关被击穿。

参见附图2，整流滤波电路1由滤波器、整流器、滤波电容组成，全桥电路2由型号为PM150CL1A060的IPM构成，串联谐振电路3由谐振电感和谐振电容组成，高频高压变压器4的磁芯选用铁氧体磁芯，高压整流桥5由4个100kV快速高压硅堆构成，输出反馈检测电路6采用电压采样、迟滞比较器与稳态触发器结合应用的方式检测高压放电，信号控电路由SG3525及IPM驱动电路组成。

谐振充电式旋转火花开关触发装置的工作原理：全桥电路2将整流滤波的直流电压转换为脉冲信号，脉冲信号经串联谐振电路3整形再经高频高压脉冲变压器升压获得高压脉冲信号，高压脉冲信号经高压整流桥5给负载电容充电，当负载电容充电到旋转火花开关的自击穿电压时，火花开关间隙被击穿，负载电容放电，当检测到负载电容放电，SG3525的10脚置高电平，等待下个工作周期。