[實用新型]一種應用于高壓電路中的閘流管檢測和保護系統

有效

• 申請號: 201720032140.6
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN206411232U
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 梁勖;李文潔;林穎
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本實用新型主要涉及高壓電路技術領域，具體涉及一種應用于高壓電路中的閘流管檢測和保護系統。

背景技術

閘流管是一種常用的高壓開關電路元件，通常關斷時可承受高壓達到10~50kV、導通時的可通過電流峰值達到10~30kA，主要應用于高壓電路的受控導通，產生高壓脈沖和進行能量轉移等，主要的應用于高壓脈沖、激光技術、氣體放電、雷達技術等領域。由于閘流管是電路中承受高電壓的開關元件，其穩定可靠的導通是電路正常工作的必要條件，也是保障儀器設備以及人員安全的必要條件。

閘流管的結構主要如圖1所示，閘流管的主要使用方式如下：需要首先對Reservoir和Heater兩個加熱電阻進行加熱；其中Reservoir和com間所需加熱電源為約電壓6.3V、電流十幾A；Heater和Com間所需加熱電源的電源為約電壓6.3V、電流幾A。加熱完成后，閘流管在控制柵級的觸發信號作用下即可發生導通。柵極觸發信號根據閘流管的接地方式不同而稍有不同，通常陰極接地的閘流管要求觸發信號為平時-150VDC、觸發時為+700~+1000V、寬度1~2μs的尖峰脈沖，如圖2；柵極接地的閘流管則相反，要求觸發信號為平時+150VDC、觸發時為-700~-1000V、寬度1~2μs的尖峰脈沖，如圖3。

如果按照上面所述的正常使用方式，則閘流管在工作壽命內可以正常使用，穩定可靠觸發高壓電路導通，有利于設備和人員的安全。所以針對上面的幾個使用條件，本實用新型設計了專門的保護電路來進行實時檢測和保護。

實用新型內容

本實用新型目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種應用于高壓電路中的閘流管檢測和保護系統。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種應用于高壓電路中的閘流管檢測和保護系統，包括有閘流管，閘流管的控制柵極與閘流管觸發信號產生電路連接，閘流管的兩個加熱端分別連接一個加熱電源，其特征在于：所述兩加熱電源分別并聯一個保護電路，兩個保護電路分別包括一個電流互感器，電流互感器的另外兩端之間連接一個電容，電容的一端通過節點接地、另一端通過節點連接放大器的正極輸入端，放大器的負極輸入端接地，且放大器的輸出端與負極輸入端之間通過反饋電阻反饋連接，放大器的輸出端連接第一路比較器的正極輸入端、第二路比較器的負極輸入端，兩路比較器的輸出端接入與門的兩個輸入端，兩保護電路的兩與門的輸出端接入第三與門，第三與門的輸出端接入D觸發器的D端，D觸發器的CLK端通過發光光纖連接到閘流管的控制柵極與閘流管觸發信號產生電路之間，閘流管觸發信號產生電路的Q端、復位端分別通過發光光纖連接至主控制系統，主控制系統還通過發光光纖與閘流管觸發信號產生電路連接。

本實用新型的原理是：

1、加熱電源對閘流管進行正常加熱，兩路電流互感器取得電流感應信號，分別經放大后和上下兩個門限電壓進行比較，當電流值在正常范圍內時，四路比較器輸出的高電平經與門后輸出為高電平，送至D觸發器的D端；若任意一路信號異常，則與門輸出低電平；

2、閘流管觸發端接發光光纖產生光信號作為檢測信號，其連接的方向取決于閘流管的觸發信號的正負；該信號經光纖傳輸后送至保護板，保護板經光信號接收模塊轉換后獲得電信號送至D觸發器的CLK端；

3、主控制系統首先在需要的時候發出觸發信號，同時送至閘流管觸發信號產生電路和保護電路；送至保護電路的信號將D觸發器復位，等待CLK端的信號；送至閘流管觸發信號產生電路，電路按照所需生成信號觸發閘流管同時送出檢測信號；

4、觸發的檢測信號經傳遞后在D觸發器CLK端產生上升沿信號，在所有電流檢測正常的情況下D為高電平，則CLK的上升沿會使得Q輸出高電平并經光纖隔離后傳輸至主控制系統；若主控制系統在檢測到該指示信號后認為閘流管系統正常，下次脈沖正常觸發；若電流檢測信號異常或者閘流管無正常觸發信號，則主控制系統檢測不到正常信號，認為閘流管系統異常，下次的脈沖停止，并系統報警。

本實用新型的優點是：