[發明專利]一種與工頻相位同步的高壓球隙光電觸發裝置及方法

有效

• 申請號: 201811421242.2
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109494568B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 何聰;李軍浩
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01T15/00
• 分類號: H01T15/00
• 代理公司: 11429 北京中濟緯天專利代理有限公司
• 代理人: 覃婧嬋

1.一種與工頻相位同步的高壓球隙光電觸發裝置，所述裝置包括：

交流電壓采集整形電路：用于獲取工頻交流電壓，對所述工頻交流電壓進行處理，獲得標準脈沖信號；同時將標準脈沖信號分為A、B兩路工頻方波信號，并對B路工頻方波信號進行N倍倍頻處理，獲得倍頻脈沖信號；

信號處理與控制輸出電路：用于以A路工頻方波信號過零時刻為起點對所述倍頻脈沖信號進行處理，在指定工頻相位同時輸出多路控制信號；

高壓球隙觸發放電回路：用于根據多路控制信號觸發多個高壓球隙同步點火導通，實現沖擊電壓在指定工頻相位的精確疊加。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中，

所述信號處理與控制輸出電路包括單片機，所述單片機以A路工頻方波信號過零時刻作為采樣脈沖計數的開始，記錄倍頻脈沖信號的個數，當倍頻脈沖信號的個數達到設定值時，單片機在指定工頻相位同時輸出多路控制信號；所述設定值由用戶根據沖擊電壓需要疊加的工頻相位進行設定。

3.根據權利要求1所述的裝置，其中，

所述交流電壓采集整形電路包括分壓器、濾波衰減器、比較整形器和倍頻電路；

所述分壓器用于獲取系統中的工頻交流電壓；

所述濾波衰減器用于對工頻交流電壓進行直流隔離、濾波和衰減處理，獲得標準脈沖信號；

所述比較整形器用于將標準脈沖信號分為A、B兩路工頻方波信號；

所述倍頻電路用于對B路工頻方波信號進行N倍倍頻處理，獲得倍頻脈沖信號。

4.根據權利要求1所述的裝置，其中，

所述高壓球隙觸發放電回路包括多個功率放大裝置和多個高壓球隙，一個高壓球隙對應一個功率放大裝置，每個高壓球隙內均設置有電子開關器件，每路控制信號控制對應的高壓球隙電子開關器件導通放電，放電信號經功率放大裝置放大后變為2KV的高壓脈沖觸發高壓球隙同步點火導通。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述裝置還包括：

光電傳輸電路：設置于信號處理與控制輸出電路和高壓球隙觸發放電回路之間，用于傳輸控制信號。

6.根據權利要求5所述的裝置，其中，

所述光電傳輸電路包括電-光轉移裝置、光纖和光-電轉換裝置，所述光-電轉換裝置設置于高壓球隙內，所述控制信號經電-光轉移裝置將電信號轉換為光信號，光信號經過光纖傳輸給高壓球隙內的光-電轉換裝置再變回電信號。

7.根據權利要求1所述的裝置，其中，

所述獲得的標準脈沖信號幅值在5V以內。

8.根據權利要求1所述的裝置，其中，

所述倍頻倍數N的取值為2ⁿ，其中0≤n≤12，n為整數。

9.一種與工頻相位同步的高壓球隙光電觸發方法，所述方法包括如下步驟：

S100、獲取系統中的工頻交流電壓，對所述工頻交流電壓進行處理，獲得標準脈沖信號；同時將標準脈沖信號分為A、B兩路工頻方波信號，并對B路工頻方波信號進行N倍倍頻處理，獲得倍頻脈沖信號；

S200、以A路工頻方波信號過零時刻為起點對所述倍頻脈沖信號進行處理，在指定工頻相位同時輸出多路控制信號；

S300、根據多路控制信號觸發多個高壓球隙同步點火導通，實現沖擊電壓在指定工頻相位的精確疊加。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述步驟S200具體為：

以A路工頻方波信號過零時刻作為采樣脈沖計數的開始，記錄倍頻脈沖信號的個數，當倍頻脈沖信號的個數達到設定值時，單片機在指定工頻相位同時輸出多路控制信號；所述設定值由用戶根據沖擊電壓需要疊加的工頻相位進行設定。