[發明專利]一種電源單元驅動保護控制器

在審

• 申請號: 201711135218.8
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN109802581A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 毛曉惠;宣偉民;李青;甘輝;張建
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: H02M7/12
• 分類號: H02M7/12;H02M1/092;H02H7/125
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高安娜

本發明屬于高壓電源技術領域，具體涉及一種電源單元驅動保護控制器。本發明包括電源轉換單元、器件檢測單元、驅動故障檢測單元、驅動電路、控制信號整形單元、故障綜合單元、過流檢測單元、光電轉換單元、電光轉換單元和信號顯示單元。采用本發明組建的大功率脈沖高壓電源，使用單元化的結構，電路拓撲結構清晰明了、電源分布參數小。由多個單元串聯構成的電源主回路，采用獨特的控制方式調節高壓輸出，具有快速調節、控制靈活、快速保護等優點。另外，采用本發明組裝的開關電源單元，具有接線簡單，檢測方便，體積小、抗干擾能力強、擴展性強、安全性能高、成本低等特點，能極大提高高壓電源的工作性能和效率。

技術領域

本發明屬于高壓電源技術領域，具體涉及一種電源單元驅動保護控制器。

背景技術

目前，國內外的大型核聚變裝置需要的高壓電源電壓和工作頻率都在逐漸增加。大功率的脈沖高壓電源可采用多個開關電源單元疊加的形式構成。大功率的脈沖高壓電源的負載通常是回旋管、速調管和中性束等負載，這些負載在運行過程中極易打火，容易造成電磁干擾，同時隨著脈沖高壓電源工作頻率的增加，多個開關電源單元處于調制工作狀態，也極易造成電磁干擾。每一個開關電源單元及驅動保護控制器所處的電位不同，如果處理不當，也極易造成事故。為有效提高裝置的實驗效率，就必須安全可靠地控制開關電源單元。因此，用于大功率的脈沖高壓電源上的電源單元驅動保護控制器需要綜合考慮回旋管、速調管和中性束等負載容易打火的情況，結合自身脈沖高壓電源的電壓高、保護時間短、故障種類多，控制算法復雜等特點，進行重點研究與設計。目前市場上并沒有現成的適合于大功率的脈沖高壓電源的驅動保護控制器產品。本發明所述的電源單元驅動保護控制器已經在核聚變裝置的大功率脈沖高壓電源中得以運用，它能用于驅動開關電源單元的開關器件，同時檢測電源單元的開關器件故障、準確可靠地完成對高壓電源單元的驅動與控制保護。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種電源單元驅動保護控制器。

本發明的技術方案如下：

一種電源單元驅動保護控制器，包括電源轉換單元、器件檢測單元、驅動故障檢測單元、驅動電路、控制信號整形單元、故障綜合單元、過流檢測單元、光電轉換單元、電光轉換單元和信號顯示單元；

其特征在于：在檢測開關單元以及本發明所述驅動保護控制器初始狀態正常的情況下，當外部系統發送脈沖控制信號時，信號經光纖傳至本驅動保護控制器的光電轉換單元，信號經過控制信號整形單元，除去干擾信號，進入驅動電路，控制信號送至檢測開關單元，檢測開關單元處于正常工作狀態；

如果驅動故障檢測單元、器件檢測單元和過流檢測單元都沒有檢測到故障，驅動保護控制器則會一直輸出正常地控制信號，以控制檢測開關單元，直至試驗結束；

當檢測開關單元出現開關器件異常或輸出電壓異常時，器件檢測單元檢測到異常信號，則將信號送至故障綜合單元，則會切斷控制信號，檢測開關單元即停止工作，同時光電轉換單元單元將故障信號送至外部系統；過流檢測單元接收傳感器單元的電流信號，在過流檢測單元單元內部的比較電路進行比較，如果發生過流，則會送出過流信號至故障綜合單元，也會切斷控制信號，檢測開關單元即停止工作；同時光電轉換單元將故障信號送至外部系統；驅動檢測電路單元一直檢測驅動電路狀況，如果發生驅動電路損壞故障，同樣會送出信號至故障綜合單元，也會切斷控制信號，檢測開關單元即停止工作，同時光電轉換單元將故障信號送至外部系統。

一種電源單元驅動保護控制器，電源轉換單元，只采用了一個AC-DC單元，配合多種型號的穩壓管，將220V交流電壓轉換為±15V的直流電壓，再將+15V 電源轉換為5V和9V直流電壓(電路結構大為簡化)，每種直流電壓都完成濾波整形,電路單元提供±15V和9V直流電壓，為本發明內部器件檢測單元、驅動故障檢測單元、控制信號整形單元、故障綜合單元、過流檢測單元、電光轉換單元和信號顯示單元提供±15V直流電壓，為光電轉換單元提5V直流電壓。