[發明專利]一種雪崩晶體管串并聯高壓快沿開關電路

有效

• 申請號: 201810388917.1
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108712162B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 王龍海;劉晨陽;王世敏;盧仕;衛銳;劉志朋
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: H03K17/042
• 分類號: H03K17/042;H03K17/0424;H03K3/335
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

1.一種雪崩晶體管串并聯高壓快沿開關電路，其特征在于，包括：直流高壓單元、觸發單元、限流電阻、儲能分壓單元、雪崩晶體管串聯單元及并聯單元，所述直流高壓單元與所述限流電阻連接，所述觸發單元、所述限流電阻與所述雪崩晶體管串聯單元連接，所述儲能分壓單元與所述雪崩晶體管串聯單元連接，所述并聯單元與所述觸發單元、所述限流電阻連接，所述雪崩晶體管串聯單元包括若干串聯子單元，所述串聯子單元包括一脈沖變壓器、觸發雪崩晶體管及若干普通雪崩晶體管，所述脈沖變壓器的初級與所述觸發單元連接，所述觸發雪崩晶體管與所述普通雪崩晶體管串聯，所述觸發雪崩晶體管的基極與發射極與所述脈沖變壓器的次級連接，所述并聯單元包括若干并聯子單元，所述并聯子單元相互并聯，所述并聯子單元包括串聯子單元及儲能分壓單元，所述并聯子單元內的所述串聯子單元與所述并聯子單元內的所述儲能分壓單元連接，所述串聯子單元均與所述觸發單元連接，各所述串聯子單元結構相同，各所述儲能分壓單元結構相同。

2.如權利要求1所述一種雪崩晶體管串并聯高壓快沿開關電路，其特征在于，所述雪崩晶體管串聯單元又分為若干串聯子單元，所述串聯子單元內的雪崩晶體管的個數相等且有獨立的觸發管，所述串聯子單元的供電由所述儲能分壓單元的電源模塊或串聯電容構成儲能分壓單元提供，并由所述觸發單元獨立觸發，所述雪崩晶體管串聯單元與所述儲能分壓單元構成串聯支路，若所述雪崩晶體管串聯單元中的某個所述串聯子單元最先被觸發而發生雪崩，串聯子單元雪崩導通，兩端電壓為零，此時電源電壓不變，使得加在級聯的其它所述串聯子單元兩端的電壓快速增加而發生雪崩，整個串聯支路就雪崩導通。

3.如權利要求2所述一種雪崩晶體管串并聯高壓快沿開關電路，其特征在于，所述并聯單元由相同的串聯支路構成，即各并聯支路的串聯雪崩晶體管個數、串聯子單元數目、儲能分壓單元參數完全相同，最為關鍵的是：為實現并聯支路的雪崩同步，觸發信號由觸發單元中同步的脈沖變壓器次級接入，為進一步減小分布參數的影響，脈沖變壓器可分組共用磁芯和初級線圈，即脈沖變壓器是由一初級多次級輸出的脈沖變壓器，且次級線圈匝數和引線長度完全相同，以此類推，分組脈沖變壓器的初級并聯接至觸發單元中，脈沖變壓器這種接法確保所有次級輸出的觸發脈沖同步，在同步脈沖的觸發下，并聯的各串聯支路中共有多只觸發雪崩晶體管被同步觸發，即使觸發雪崩晶體管存在參數差異，但每一串聯支路有多次機會被以最快的速度觸發雪崩導通，只要每一串聯支路都以最快的速度雪崩導通，并聯的串聯支路自然就同步雪崩導通。

4.如權利要求3所述的雪崩晶體管串并聯高壓快沿開關電路，其特征在于，所述觸發單元包括觸發控制模塊、脈沖功率放大模塊，所述觸發控制模塊與所述脈沖功率放大模塊連接，所述脈沖功率放大模塊與所述雪崩晶體管串聯單元連接。

5.如權利要求4所述的雪崩晶體管串并聯高壓快沿開關電路，其特征在于，所述觸發單元包括觸發控制模塊、脈沖功率放大模塊，所述觸發控制模塊與所述脈沖功率放大模塊連接，所述脈沖功率放大模塊與所述雪崩晶體管串聯單元連接，進一步所述觸發控制模塊包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一非門、第二非門、第一與非門、第二與非門、第三與非門、第四與非門，或非門、第一電容及第二電容，所述第一電阻與所述第二電阻的一端及所述第三電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端接地，所述第三電阻的另一端與所述第一電容的一端及所述第一非門的輸入端連接，所述第一電容的另一端接地，所述第一非門的輸出端與所述第二非門的輸入端及所述第二與非門的第二輸入端連接，所述第二非門的輸出端與所述第一與非門的第一輸入端連接，所述第一與非門的輸出端與所述第三與非門的第一輸入端連接，所述第二與非門的輸出端與所述第四與非門的第二輸入端連接，所述第三與非門的輸出端與所述第四與非門的第一輸入端、所述或非門的第一輸入端及所述脈沖功率放大模塊連接，所述第四與非門的輸出端與所述第三與非門的第二輸入端、所述第四電阻的一端及所述脈沖功率放大模塊連接，所述第四電阻的另一端與所述第二電容的一端及所述或非門的第二輸入端連接，所述或非門的輸出端與所述第一與非門的第二輸入端及所述第二與非門的第一輸入端連接。