专利名称：用于超导线圈电流调节开关的快速充电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子技术领域，具体是用于超导线圈电流调节开关的快速充电装置。
背景技术：
随着超导应用技术的发展，工作于超导线圈的电流已越来越大(例如，EAST装置的电流已达15kA)，对超导线圈大电流的快速调节，常规的机械开关已不能满足要求。常规的机械开关存在下述不足首先，开关的动作时间长，一般均为100ms左右；其次，分断时存在拉弧现象，烧蚀触头，分断电流越大，烧蚀越严重，甚至出现分断失败。为实现超导线圈大电流的快速调节，利用电力电子器件开关的快速一致性来构建大容量开关成为必然。由于晶闸管器件具有电压高、电流大的特点，因此选用它作为大功率开关装置的元件。常规的充电装置用于大电容器充电，速度慢。若提高其充电速度，必须通过提高其功率来实现，势必使装置庞大，费用昂贵。
发明内容
本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处而提供一种用于超导线圈电流调节开关的快速充电装置。
本发明的技术方案如下用于超导线圈电流调节开关的快速充电装置，其特征在于进线电压接入变压整流电路，变压整流电路串联限流电阻R1后，并联连接二极管D，二极管D两端并联接有电感L4和电容C串联构成的支路，电容C两端并联有电感L、TH3和晶闸管TH-SW构成的串联支路。
二极管D两端并联接电感L4和可变电阻MOV串联构成的支路，电阻MOV两端并联有电阻R2，电阻R2两端分别通过真空开关S并联连接有真空开关S0与电阻R3构成的串联支路，所速的串联支路两端并联有电感L、电容C回路，电感L、电容C回路中串联有TH3和晶闸管TH-SW。
本发明已用于大功率晶闸管开关，利用每次电容器放电后的反向电压为电容器实现快速回充，既满足了大功率晶闸管开关频繁工作的需要，又做到了充电装置的结构紧凑、经济实用。
图1是本发明的电气原理示意图.
具体实施例方式
参见附图，本发明由1、2、3、4、5等部分组成。1部分为变压整流单元；2部分为电容器放电后的回充单元；3部分为电容器放电单元；4部分为外部单元，晶闸管开关的大功率器件部分，充电装置为之提供放电电流来实现晶闸管开关的分断；5部分为回路放电的控制部分，由外部逻辑信号控制，实现晶闸管开关的分断。图中其余部分为辅助单元，视具体工作情况加以取舍。在分断过程中，电容器C的电压经过2部分回充，为晶闸管开关的再次分断做准备。
以15kA的晶闸管开关工作为例，所用的电容器C为12mF，工作电压为2500V。整流装置的进线电压确定为2000VAC，直流侧的限流电阻选定为100Ω。充电机的变压器和整流元件因此可选择较小容量(变压器可选择几个kVA，整流元件可选择30A左右即可满足要求)。图中S为真空开关，在故障状态时将电容器及晶闸管开关脱离高压部分。R2用于改善变压器的初始合闸状况。R3及S0用于工作结束时的电容器电压泄放。
由TH3控制导通，电容器C通过L放电，为晶闸管开关TH-SW提供反向电流。L4及D用于实现电容器电压的反向回充，准备为晶闸管开关TH-SW的再次分断。L4及D的参数可根据电容器放电速度来确定，一般宜选定回充周期为放电周期的十倍以上，以免影响晶闸管开关的分断过程。同时，回充回路的寄生电阻不宜过大，否则电容器电压在回充过程出现显著衰减，影响充电速度。
权利要求
1.用于超导线圈电流调节开关的快速充电装置，其特征在于进线电压接入变压整流电路，变压整流电路串联限流电阻R1后，并联连接二极管D，二极管D两端并联接有电感L4和电容C串联构成的支路，电容C两端并联有电感L、TH3和晶闸管TH-SW构成的串联支路。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于二极管D两端并联接电感L4和可变电阻MOV串联构成的支路，电阻MOV两端并联有电阻R2，电阻R2两端分别通过真空开关S并联连接有真空开关S0与电阻R3构成的串联支路，所述的串联支路两端并联有电感L、电容C回路，电感L、电容C回路中串联有TH3和晶闸管TH-SW。
全文摘要
本发明公开了一种用于超导线圈电流调节开关的快速充电装置，其特征在于进线电压接入变压整流电路，变压整流电路串联限流电阻R1后，并联连接二极管D，二极管D两端并联接有电感L4和电容C串联构成的支路，电容C两端并联有电感L、TH3和晶闸管TH－SW构成的串联支路。本发明已用于大功率晶闸管开关，利用每次电容器放电后的反向电压为电容器实现快速回充，既满足了大功率晶闸管开关频繁工作的需要，又做到了充电装置的结构紧凑、经济实用。
文档编号H03K17/72GK1889346SQ20061004108
公开日2007年1月3日 申请日期2006年7月19日 优先权日2006年7月19日
发明者傅鹏, 李定, 汤伦军 申请人:中国科学院等离子体物理研究所