[實用新型]一種晶閘管瞬態(tài)導通壓降測量電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720325287.4
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN206906466U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設計）人: 喬漢青;夏文鋒;樊亞軍;盧彥雷;易超龍;朱郁豐;石磊;關(guān)錦清;石一平;張興家
• 申請（專利權(quán)）人: 西北核技術(shù)研究所
• 主分類號: G01R19/10
• 分類號: G01R19/10;G01R31/26
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司61211
• 代理人: 胡樂

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種晶閘管瞬態(tài)導通壓降測量電路。

背景技術(shù)

脈沖晶閘管是脈沖功率技術(shù)中應用最廣泛的半導體開關(guān)器件，主要用于控制快速脈沖大電流，其電流脈寬僅為幾微秒到百微秒，電流幅值則高達幾千安到百千安。瞬態(tài)導通壓降是表征脈沖晶閘管工作特性的重要參數(shù)，準確測量該參數(shù)對脈沖功率系統(tǒng)設計具有重要指導意義。然而，脈沖晶閘管瞬態(tài)導通壓降不僅與瞬態(tài)電流值有關(guān)，還與電流變化率和晶閘管導通狀態(tài)有關(guān)，即取決于實際工況。因此，脈沖晶閘管瞬態(tài)導通壓降需要在實際使用現(xiàn)場在線測量。

目前，我國各晶閘管生產(chǎn)廠家常用的晶閘管導通壓降測試儀都只提供晶閘管全面積導通時的穩(wěn)態(tài)導通壓降，而不能提供晶閘管導通全過程瞬態(tài)導通壓降。這一方面是因為，常用的晶閘管導通壓降測試儀采用晶閘管預開通和峰值電壓保持的方法，只能測得晶閘管穩(wěn)態(tài)導通壓降，而不能觀測元件導通瞬態(tài)過程的電壓降；另一方面是因為，脈沖晶閘管瞬態(tài)導通壓降取決于實際工況，需要在實際使用現(xiàn)場在線測量。

直接用高壓探頭無法準確測測得晶閘管瞬態(tài)導通壓降，因為脈沖晶閘管初始承受電壓一般在千伏以上，高壓探頭在千伏檔位時的零漂就可能超過晶閘管瞬態(tài)導通壓降(在幾伏到幾十伏)，從而使得瞬態(tài)導通壓降測量結(jié)果偏差很大。

某文獻(電氣應用，2006，25(3)：108～109，93)公開了一種晶閘管峰值壓降瞬態(tài)波形測量電路，如圖1所示，部分解決了晶閘管瞬態(tài)導通壓降測量問題。它包括主放電電路、被測晶閘管S₁、電阻分壓器、穩(wěn)壓二極管D₁、單片機采樣及顯示電路。其中，主放電電路用于產(chǎn)生脈沖大電流，被測晶閘管S₁是主放電電路的放電控制開關(guān)，電阻分壓器由高壓臂電阻R₁和低壓臂電阻R₂組成，電阻分壓器并聯(lián)在被測晶閘管S₁兩端，穩(wěn)壓二極管D₁并聯(lián)在低壓臂電阻R₂兩端，單片機采樣及顯示電路并聯(lián)在穩(wěn)壓二極管D₁兩端。在工作時，主放電電路通過被測晶閘管S₁放電，被測晶閘管S₁兩端瞬態(tài)導通壓降經(jīng)過電阻分壓器分壓和穩(wěn)壓二極管D₁限幅，信號峰值降低到5V以下，然后該瞬態(tài)導通壓降測量信號送入單片機采樣及顯示電路，最終顯示出瞬態(tài)導通壓降波形。

該方法主要存在以下問題：一、無法區(qū)分晶閘管導通之前正向阻斷電壓、導通階段的管壓降、關(guān)斷之后反向阻斷電壓，即在導通壓降波形之前先測量了一段時間的正向阻斷電壓，晶閘管關(guān)斷之后又測量了一段時間的反向阻斷電壓，從而無法單獨獲得晶閘管瞬態(tài)導通壓降波形；二、如果被測晶閘管工作電壓較高(如數(shù)千伏)，那么電阻分壓器的分壓比須在千分之一量級，此時晶閘管導通壓降測量值在幾毫伏到幾十毫伏，如此小的電壓難以測量準確；

實用新型內(nèi)容

本實用新型旨在提供一種脈沖晶閘管瞬態(tài)導通壓降測量電路，解決脈沖功率設備中晶閘管瞬態(tài)導通壓降測量問題。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

該晶閘管瞬態(tài)導通壓降測量電路，主要包括脈沖功率系統(tǒng)主電路、被測晶閘管S₁、輔助晶閘管S₂、第一單向?qū)ㄆ骷?、第二單向?qū)ㄆ骷?、電感器L₁、電容器C₁、電阻器R₁和示波器；其中，被測晶閘管S₁與輔助晶閘管S₂串聯(lián)后接入所述脈沖功率系統(tǒng)主電路兩端，作為放電控制開關(guān)；電容器C₁與電阻器R₁并聯(lián)后一端與所述電感器L₁的一端串聯(lián)，電感器L₁的另一端接所述第一單向?qū)ㄆ骷摌O，所述第一單向?qū)ㄆ骷龢O接被測晶閘管S₁陽極，電容器C₁與電阻器R₁并聯(lián)電路的另一端接所述被測晶閘管S₁陰極；第一單向?qū)ㄆ骷㈦姼衅鱈₁以及電容器C₁依次串聯(lián)構(gòu)成了與所述被測晶閘管S₁并聯(lián)的尖峰吸收電路；所述第二單向?qū)ㄆ骷龢O接所述被測晶閘管S₁陰極，第二單向?qū)ㄆ骷摌O接所述被測晶閘管S₁正極；所述示波器測量被測晶閘管S₁兩端電壓。

基于以上方案，本實用新型還進一步作了如下優(yōu)化：