一种应用于无间隙雷电冲击电流或电压发生器的均压电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种应用于无间隙雷电冲击电流或电压发生器的均压电路，包括栅极均压回路、静态均压回路和动态均压回路，其中所述栅极均压回路设置在绝缘栅双极型晶体管VT的栅极和发射极之间，所述静态均压回路和动态均压回路设置在绝缘栅双极型晶体管VT的集电极和发射极之间；或者包括栅极均压回路、静态均压回路和动态均压回路，其中所述栅极均压回设置在可控硅D的栅极和负极之间，所述静态均压回路和动态均压回路设置在可控硅D的正极和负极之间。本实用新型有效的对绝缘栅双极型晶体管或可控硅的各端进行均压，保障了无间隙雷电冲击电流发生器的安全运作。
【专利说明】 一种应用于无间隙雷电冲击电流或电压发生器的均压电路
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种雷电冲击电流或电压发生装置，具体涉及一种应用于无间隙雷电冲击电流或电压发生器的均压电路。
【背景技术】
[0002]随着超特高压输电工程的发展，雷电冲击电流发生器已成为各高电压试验室的重要设备之一，利用雷电冲击电流发生器能对高压设备进行雷电冲击电流试验。在试验中冲击电流波形必须精确，冲击电流幅值过高容易损坏设备，冲击电流幅值过低则达不到试验目的。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种应用于无间隙雷电冲击电流发生器的均压电路，解决目前的无间隙雷电冲击电流发生器的在均压上的不足，以及无电路保护措施的问题。
[0004]为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]方案一:一种应用于无间隙雷电冲击电流发生器的均压电路，包括栅极均压回路、静态均压回路和动态均压回路，其中所述栅极均压回路设置在绝缘栅双极型晶体管VT的栅极和发射极之间，所述静态均压回路和动态均压回路设置在绝缘栅双极型晶体管VT的集电极和发射极之间。
[0006]更进一步的技术方案是，所述栅极均压回路主要由相互串接齐纳二极管DQ和方向二级管DF构成，其中齐纳二极管DQ的负极连接至绝缘栅双极型晶体管VT的发射极，方向二级管DF的负极连接至绝缘栅双极型晶体管VT的栅极。
[0007]更进一步的技术方案是，所述静态均压回路主要由连接在绝缘栅双极型晶体管VT的集电极和发射极之间的电阻RT构成；所述动态均压回路主要由电阻RS和二极管DS并联后串接电容CS构成，其中二极管DS的正极连接至绝缘栅双极型晶体管VT的集电极，所述电容CS的另一端连接至绝缘栅双极型晶体管VT的发射极。
[0008]方案二:一种应用于无间隙雷电冲击电流发生器的均压电路，包括栅极均压回路、静态均压回路和动态均压回路，其中所述栅极均压回设置在可控硅D的栅极和负极之间，所述静态均压回路和动态均压回路设置在可控硅D的正极和负极之间。
[0009]更进一步的技术方案是，所述栅极均压回路主要由相互串接齐纳二极管DQ和方向二级管DF构成，其中齐纳二极管DQ的负极连接至可控硅D的负极，方向二级管DF的负极连接至可控硅D的栅极。
[0010]更进一步的技术方案是，所述静态均压回路主要由连接在可控硅D的正极和负极之间的电阻RT构成；所述动态均压回路主要由电阻RS和二极管DS并联后串接电容CS构成，其中二极管DS的正极连接至可控硅D的负极，所述电容CS的另一端连接至可控硅D的正极。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型有效的对绝缘栅双极型晶体管或可控硅的各端进行均压，保障了无间隙雷电冲击电流发生器的安全运作。
【专利附图】
【附图说明】[0012]图1为一种采用绝缘栅双极型晶体管的无间隙雷电冲击电流发生器电路连接图。
[0013]图2为一种采用绝缘栅双极型晶体管的无间隙雷电冲击电压发生器电路连接图。
[0014]图3为一种采用可控硅的无间隙雷电冲击电流发生器电路连接图。
[0015]图4为一种采用可控硅的无间隙雷电冲击电压发生器电路连接图。
[0016]图5为图1或图2中本实用新型的结构电路连接图。
[0017]图6为图3或图4中本实用新型的结构电路连接图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0019]图1为一种采用绝缘栅双极型晶体管缩写IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)的无间隙雷电冲击电流发生器，包括主边和充电电源相连的供电变压器T，供电变压器T的副边一端接地，另一端连接绝缘栅双极型晶体管VTO的集电极，绝缘栅双极型晶体管VTO的发射极连接依次串接整流器DZ和充电电阻R，再连接至绝缘栅双极型晶体管VT的集电极，绝缘栅双极型晶体管VT的集电极连接至充电电容C的正极，充电电容C的负极接地，所述绝缘栅双极型晶体管VT的发射极连接至高压试品ZX的一端，高压试品ZX的另一端接地，其中所述绝缘栅双极型晶体管VTO的栅极GO和绝缘栅双极型晶体管VT的栅极G均连接至驱动电路，本无间隙雷电冲击电流发生器中充电电阻R、绝缘栅双极型晶体管VT和充电电容C相互连接构成充放电发生组，本无间隙雷电冲击电流发生器包括至少两组
充放电发生组，每组充放电发生组中的充电电阻R (1......η)均连接至整流器D，绝缘栅双
极型晶体管VT (I……η)的发射极均连接至高压试品ZX的一端，绝缘栅双极型晶体管VT(1......η)的栅极G (1......η)均连接至驱动电路，充电电容C (1......η)的负极均接地。
[0020]图2为一种采用绝缘栅双极型晶体管缩写IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor)的无间隙雷电冲击电压发生器，包括主边和充电电源相连的供电变压器T，供电变压器T的副边的一端接地，另一端和绝缘栅双极型晶体管VTO的发射极相连，绝缘栅双极型晶体管VTO的集电极和保护电阻r串联，再连接至绝缘栅双极型晶体管VT的发射极，绝缘栅双极型晶体管VT的集电极经过放电电阻rt至充电电容C的正极，充电电容C的负极连接在绝缘栅双极型晶体管VT的发射极，所述充电电容C的正极经过波前电阻rf后连接至高压试品ZX的一端，高压试品ZX的另一端接地，其中所述绝缘栅双极型晶体管VTO的栅极GO和绝缘栅双极型晶体管VT的栅极G均连接至驱动电路，所述充电电容C的负极连接有充电电阻R ;所述绝缘栅双极型晶体管VT、放电电阻rt、充电电容C、波前电阻rf和充电电阻R相互连接构成充放电发生组，本无间隙雷电冲击电压发生器包括至少两组依次并
联的充放电发生组:每组充放电发生组中绝缘栅双极型晶体管VT (1......η)的发射极均连
接至前一充放电发生组的充电电阻R ;每组充放电发生组中绝缘栅双极型晶体管VT(1......η)的集电极均连接至前一组充放电发生组中波前电阻rf (1......η)的末端,高压试品ZX连接在最后一组充放电发生组中波前电阻rf (1......η)的末端；每组充放电发生组中绝缘栅
双极型晶体管VT (I……η)的栅极G (I……η)均连接至驱动电路。
[0021]如图3所示，为一种采用可控硅的无间隙雷电冲击电流发生器，包括主边和充电电源相连的供电变压器Τ，供电变压器T的副边一端接地和可控硅DO的输入端、可控硅DO的输出端依次串接整流器DZ和充电电阻R，再连接至可控硅D的正极，可控硅D的正极还连接至充电电容C的正极，充电电容C的负极接地，所述可控硅D的负极连接至高压试品ZX的一端，高压试品ZX的另一端接地，其中所述可控硅DO的栅极GO和可控硅D的栅极G均连接至驱动电路，本无间隙雷电冲击电流发生器中充电电阻R、可控硅D和充电电容C相互连接构成充放电发生组，本无间隙雷电冲击电流发生器包括至少两组充放电发生组，每组
充放电发生组中的充电电阻R (1......η)均连接至整流器D，可控硅D (1......η)的负极均
连接至高压试品ZX的一端，可控硅D (I……η)的栅极G (I……η)均连接至驱动电路，充电电容C (1......η)的负极均接地。
[0022]图4为一种采用可控硅的无间隙雷电冲击电压发生器，包括主边和充电电源相连接的供电变压器Τ，供电变压器T的副边一端接地，另一端和可控硅DO的负极相连，可控硅DO的正极串接保护电阻r，再连接至可控硅D的负极，可控硅D的正极经过放电电阻rt至充电电容C的正极，充电电容C的负极连接在可控硅D的负极，所述充电电容C的正极经过波前电阻rf后连接至高压试品ZX的一端，高压试品ZX的另一端接地，其中所述可控硅DO的栅极GO和可控硅D的栅极G均连接至驱动电路，所述充电电容C的负极连接有充电电阻R ;所述可控硅D、放电电阻rt、充电电容C、波前电阻rf和充电电阻R相互连接构成充放电发生组，本无间隙雷电冲击电压发生器包括至少两组依次并联的充放电发生组:每组充放
电发生组中可控硅D (1......η)的负极均连接至前一充放电发生组的充电电阻R ;每组充放
电发生组中可控硅D (1......η)的正极均连接至前一组放电发生组中波前电阻rf (1......η)的末端，高压试品ZX连接在最后一组放电发生组中波前电阻rf (1......η)的末端；每组
充放电发生组中可控硅D (I……η)的栅极G (I……η)均连接至驱动电路。
[0023]图5示出了本实用新型一种应用于采用绝缘栅双极型晶体管的无间隙雷电冲击电流或电压发生器的均压电路的一个实施例:一种应用于无间隙雷电冲击电流或电压发生器的均压电路，包括栅极均压回路、静态均压回路和动态均压回路，其中所述栅极均压回路设置在绝缘栅双极型晶体管VT的栅极和发射极之间，所述静态均压回路和动态均压回路设置在绝缘栅双极型晶体管VT的集电极和发射极之间。
[0024]根据本实用新型一种 应用于无间隙雷电冲击电流或电压发生器的均压电路的另一个实施例，所述栅极均压回路主要由相互串接齐纳二极管DQ和方向二级管DF构成，其中齐纳二极管DQ的负极连接至绝缘栅双极型晶体管VT的发射极，方向二级管DF的负极连接至绝缘栅双极型晶体管VT的栅极。可以利用齐纳二极管钳位的作用对绝缘栅双极型晶体管VT的电压进行控制。
[0025]栅极均压回路的原理是:当绝缘栅双极型晶体管VT的电压低于齐纳二极管DQ的钳位电压时，控制电路不动作；一旦绝缘栅双极型晶体管VT的电压高于齐纳二极管DQ电压，齐纳二极管DQ被击穿，额外电压将被加到栅极，使绝缘栅双极型晶体管VT趋于导通，从而降低端电压。
[0026]根据本实用新型一种应用于无间隙雷电冲击电流或电压发生器的均压电路的另一个实施例，所述静态均压回路主要由连接在绝缘栅双极型晶体管VT的集电极和发射极之间的电阻RT构成；所述动态均压回路主要由电阻RS和二极管DS并联后串接电容CS构成，其中二极管DS的正极连接至绝缘栅双极型晶体管VT的集电极，所述电容CS的另一端连接至绝缘栅双极型晶体管VT的发射极。
[0027]静态均压回路可以通过每个器件两端并联一个均压电阻来实现静态电压均衡。在集电极与发射极两端并联一定阻值的电阻RT，当两个IGBT串联时，RT取值为IGBT关断电
阻值Roff。
[0028]计算公式
【权利要求】
1.一种应用于无间隙雷电冲击电流或电压发生器的均压电路，其特征在于:包括栅极均压回路、静态均压回路和动态均压回路，其中所述栅极均压回路设置在绝缘栅双极型晶体管VT的栅极和发射极之间，所述静态均压回路和动态均压回路设置在绝缘栅双极型晶体管VT的集电极和发射极之间；所述栅极均压回路由相互串接齐纳二极管DQ和方向二级管DF构成，其中齐纳二极管DQ的负极连接至绝缘栅双极型晶体管VT的发射极，方向二级管DF的负极连接至绝缘栅双极型晶体管VT的栅极；所述静态均压回路由连接在绝缘栅双极型晶体管VT的集电极和发射极之间的电阻RT构成；所述动态均压回路由电阻RS和二极管DS并联后串接电容CS构成，其中二极管DS的正极连接至绝缘栅双极型晶体管VT的集电极，所述电容CS的另一端连接至绝缘栅双极型晶体管VT的发射极。
2.一种应用于无间隙雷电冲击电流或电压发生器的均压电路，其特征在于:包括栅极均压回路、静态均压回路和动态均压回路，其中所述栅极均压回设置在可控硅D的栅极和负极之间，所述静态均压回路和动态均压回路设置在可控硅D的正极和负极之间；所述栅极均压回路由相互串接齐纳二极管DQ和方向二级管DF构成，其中齐纳二极管DQ的负极连接至可控硅D的负极，方向二级管DF的负极连接至可控硅D的栅极；所述静态均压回路由连接在可控硅D的正极和负极之间的电阻RT构成；所述动态均压回路由电阻RS和二极管DS并联后串接电容CS构成，其中二极管DS的正极连接至可控硅D的负极，所述电容CS的另一端连接至可控娃D的正极。
【文档编号】H02M1/32GK203537264SQ201320549478
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】李建明, 罗涛, 陈少卿, 张榆 申请人:国家电网公司, 国网四川省电力公司电力科学研究院