一种应用于高压电路中的闸流管检测和保护系统的制作方法

本实用新型主要涉及高压电路技术领域，具体涉及一种应用于高压电路中的闸流管检测和保护系统。

背景技术：

闸流管是一种常用的高压开关电路元件，通常关断时可承受高压达到10~50kV、导通时的可通过电流峰值达到10~30kA，主要应用于高压电路的受控导通，产生高压脉冲和进行能量转移等，主要的应用于高压脉冲、激光技术、气体放电、雷达技术等领域。由于闸流管是电路中承受高电压的开关元件，其稳定可靠的导通是电路正常工作的必要条件，也是保障仪器设备以及人员安全的必要条件。

闸流管的结构主要如图1所示，闸流管的主要使用方式如下：需要首先对Reservoir和Heater两个加热电阻进行加热；其中Reservoir和com间所需加热电源为约电压6.3V、电流十几A；Heater和Com间所需加热电源的电源为约电压6.3V、电流几A。加热完成后，闸流管在控制栅级的触发信号作用下即可发生导通。栅极触发信号根据闸流管的接地方式不同而稍有不同，通常阴极接地的闸流管要求触发信号为平时-150VDC、触发时为+700~+1000V、宽度1~2μs的尖峰脉冲，如图2；栅极接地的闸流管则相反，要求触发信号为平时+150VDC、触发时为-700~-1000V、宽度1~2μs的尖峰脉冲，如图3。

如果按照上面所述的正常使用方式，则闸流管在工作寿命内可以正常使用，稳定可靠触发高压电路导通，有利于设备和人员的安全。所以针对上面的几个使用条件，本实用新型设计了专门的保护电路来进行实时检测和保护。

技术实现要素：

本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种应用于高压电路中的闸流管检测和保护系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种应用于高压电路中的闸流管检测和保护系统，包括有闸流管，闸流管的控制栅极与闸流管触发信号产生电路连接，闸流管的两个加热端分别连接一个加热电源，其特征在于：所述两加热电源分别并联一个保护电路，两个保护电路分别包括一个电流互感器，电流互感器的另外两端之间连接一个电容，电容的一端通过节点接地、另一端通过节点连接放大器的正极输入端，放大器的负极输入端接地，且放大器的输出端与负极输入端之间通过反馈电阻反馈连接，放大器的输出端连接第一路比较器的正极输入端、第二路比较器的负极输入端，两路比较器的输出端接入与门的两个输入端，两保护电路的两与门的输出端接入第三与门，第三与门的输出端接入D触发器的D端，D触发器的CLK端通过发光光纤连接到闸流管的控制栅极与闸流管触发信号产生电路之间，闸流管触发信号产生电路的Q端、复位端分别通过发光光纤连接至主控制系统，主控制系统还通过发光光纤与闸流管触发信号产生电路连接。

本实用新型的原理是：

1、加热电源对闸流管进行正常加热，两路电流互感器取得电流感应信号，分别经放大后和上下两个门限电压进行比较，当电流值在正常范围内时，四路比较器输出的高电平经与门后输出为高电平，送至D触发器的D端；若任意一路信号异常，则与门输出低电平；

2、闸流管触发端接发光光纤产生光信号作为检测信号，其连接的方向取决于闸流管的触发信号的正负；该信号经光纤传输后送至保护板，保护板经光信号接收模块转换后获得电信号送至D触发器的CLK端；

3、主控制系统首先在需要的时候发出触发信号，同时送至闸流管触发信号产生电路和保护电路；送至保护电路的信号将D触发器复位，等待CLK端的信号；送至闸流管触发信号产生电路，电路按照所需生成信号触发闸流管同时送出检测信号；

4、触发的检测信号经传递后在D触发器CLK端产生上升沿信号，在所有电流检测正常的情况下D为高电平，则CLK的上升沿会使得Q输出高电平并经光纤隔离后传输至主控制系统；若主控制系统在检测到该指示信号后认为闸流管系统正常，下次脉冲正常触发；若电流检测信号异常或者闸流管无正常触发信号，则主控制系统检测不到正常信号，认为闸流管系统异常，下次的脉冲停止，并系统报警。

本实用新型的优点是：

本实用新型使用电流互感器检测两个加热电源的加热电流；因为此处发生异常的主要情况是加热电阻断路，所以采用电流检测的方式，确保加热电源和加热电路的正常工作；本实用新型在闸流管的触发端进行光纤指示信号输出，确保闸流管能够获得正常的触发信号；本实用新型设计专门的逻辑控制电路，对上面的两种检测信号进行逻辑判断，如果发生异常，则立即停止激光系统的工作并报警；多系统间通信均采用光纤隔离的方式来保证高压环境中的安全使用和抑制干扰，实现各系统的稳定可靠运行。

附图说明

图1为本实用新型的闸流管的结构示意图。

图2为阴极接地的闸流管触发时的尖峰脉冲示意图。

图3为栅极接地的闸流管触发时的尖峰脉冲示意图。

图4为本实用新型的系统示意图。

具体实施方式

如图4所示，一种应用于高压电路中的闸流管检测和保护系统，包括有闸流管，闸流管的控制栅极与闸流管触发信号产生电路连接，闸流管的两个加热端分别连接一个加热电源，两加热电源分别并联一个保护电路，两个保护电路分别包括一个电流互感器，电流互感器的另外两端之间连接一个电容，电容的一端通过节点接地、另一端通过节点连接放大器的正极输入端，放大器的负极输入端接地，且放大器的输出端与负极输入端之间通过反馈电阻反馈连接，放大器的输出端连接第一路比较器的正极输入端、第二路比较器的负极输入端，两路比较器的输出端接入与门的两个输入端，两保护电路的两与门的输出端接入第三与门，第三与门的输出端接入D触发器的D端，D触发器的CLK端通过发光光纤连接到闸流管的控制栅极与闸流管触发信号产生电路之间，闸流管触发信号产生电路的Q端、复位端分别通过发光光纤连接至主控制系统，主控制系统还通过发光光纤与闸流管触发信号产生电路连接。