一种用于晶闸管驱动的高压隔离电源电路的制作方法

本实用新型涉及一种用于晶闸管驱动的高压隔离电源电路，涉及半导体高压器件技术领域。

背景技术：

在半导体高压器件技术领域，晶闸管是应用非常广泛的功率器件。晶闸管是一种大功率开关型半导体器件，属于典型的小电流控制大电流的电压驱动型器件，驱动晶闸管工作需要专用的驱动电路。但随着晶闸管对地隔离电压的提升以及工作电流的提高，其驱动电路隔离电源的制造难度也随之提升，当隔离电压到达数万伏时，难以购得合适的隔离电源。同时，当进行晶闸管串联和并联使用时，随着串并联数量的增多，隔离电源的成本提高、体积增大、容易受到电磁干扰。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有的晶闸管驱动用高压隔离电源隔离电压不高以及晶闸管串并联时隔离电源的结构复杂、成本高、体积大、容易受到电磁干扰等问题，进而提供一种用于晶闸管驱动的高压隔离电源电路。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种用于晶闸管驱动的高压隔离电源电路，包括一个光电转换模块、一个三极管开关模块、一个场效应管开关模块、一个24伏蓄电池模块和一个磁环变压器；所述光电转换模块在接收到光信号后，输出一个5伏的电平信号；光电转换模块产生的5伏电平信号用于触发三极管开关模块导通，所述三极管开关模块导通后进一步触发场效应管开关模块导通；同时，由两节12V铅酸蓄电池串联组成的24伏蓄电池模块将24伏电压加载到磁环变压器的原边绕组上，所述磁环变压器的原边绕组和副边绕组的匝数相同，起到高压隔离与能量传递的作用，磁环变压器的副边绕组输出24伏电压用于晶闸管驱动电路工作。

本实用新型的有益效果是：

由于采用了光电转换模块，一方面可以将“高压地”完全电气隔离，另一方面由于原始输入信号是光信号，采用光纤传输，可以将空间电磁干扰完全隔离，实现了远程弱电信号对强电高压晶闸管的控制；同时由于采用了磁环隔离变压器，能够容易地实现数千伏的隔离电压，以消除高频串扰对供电的影响，提高电路系统的抗干扰能力。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构框图；

图2为光电转换模块的电路图；

图3为主要电路模块的电路图，包含了三极管开关模块、场效应管开关模块和磁环变压器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步描述。

如图1所示，为本实用新型的总体结构框图。本实用新型所述的用于晶闸管驱动的高压隔离电源电路，包括一个光电转换模块、一个三极管开关模块、一个场效应管开关模块、一个24伏蓄电池模块和一个磁环变压器。所述光电转换模块在接收到光信号后，输出一个5伏的电平信号；PNP型硅三极管和NPN型硅三极管组合使用，组成三极管开关模块。所述光电转换模块产生的5伏电平信号触发三极管开关模块导通，所述三极管开关模块导通后进一步触发场效应管开关模块导通。同时，由两节12V铅酸蓄电池串联组成的24伏蓄电池模块将24伏的电压加载到磁环变压器的原边绕组，所述磁环变压器起到高压隔离与能量传递的作用，磁环变压器上的原边和副边绕组的匝数相同，磁环变压器的副边绕组输出24伏电压用于晶闸管驱动电路工作。

如图2所示，为光电转换模块的电路图。所述光电转换模块由光电模块U1、无极性电容C1、极性电容C2、电感L1组成；光电模块U1的Veer引脚与地连接，RD_out引脚与接线端子PULSE_RD_LASER相连，用于输出由光信号转换来的电脉冲信号，Vccr引脚通过电感L1与正5伏电平连接，同时Vccr引脚分别通过两个并联的无极性电容C1和极性电容C2与地相连。

图3为本实用新型主要电路模块的电路图，包含了三极管开关模块、场效应管开关模块、24伏蓄电池模块和磁环变压器；如图3中左边虚线框所示，为三极管开关模块的电路图。所述的三极管开关模块由PNP型硅三极管Q1，NPN型硅三极管Q2，电阻R1、R2、R3，极性电容C3，非极性电容C4、C5、C6组成；三极管Q1的发射极E脚与24伏蓄电池模块的24伏正电平相连，同时，24伏蓄电池模块的24伏正电平分别通过两个并联的极性电容C3和无极性电容C4与地相连；电阻R1跨接在三极管Q1的发射极E脚和基极B脚之间，电阻R2跨接在接线端子PULSE_RD_LASER和三极管Q2的基极B脚之间，而电阻R3跨接在三极管Q1的基极B脚和三极管Q2的集电极C脚之间；接线端子PULSE_RD_LASER和三极管Q2的发射极E脚之间跨接有非极性电容C5，非极性电容C6跨接在三极管Q2的基极B脚和发射极E脚之间；三极管Q2的发射极E脚与地相连，三极管Q1的集电极C脚与场效应管开关模块中场效应管Q3的栅极G脚相连。

如图3中中间虚线框所示，为场效应管开关模块的电路图。所述的场效应管开关模块由N型场效应管Q3，快恢复整流二极管D1，电阻R4，无极性电容C7组成；场效应管Q3的漏极D脚与24伏蓄电池模块的正电平相连，栅极G脚与三极管开关模块中三极管Q1的集电极C脚相连，电阻R4跨接在场效应管Q3的栅极G脚与源极S脚之间，场效应管Q3的源极S脚与快恢复整流二极管D1的负极连接，快恢复整流二极管D1的正极与三极管开关模块中三极管Q2的发射极E脚相连并接地，快恢复整流二极管D1的正极和负极之间跨接无极性电容C7，无极性电容C7的两端分别接磁环变压器原边绕组的两端。

如图3右边虚线框所示，为磁环变压器的电路图，图中TANSN1表示磁环变压器。所述的磁环变压器由磁芯、原边绕组、副边绕组组成；磁环变压器磁芯为铁氧体磁环；原边和副边绕组都绕有若干匝带绝缘的细导线，原边和副边绕组匝数相同；副边绕组的输出端连接晶闸管驱动电路的信号触发端。

以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围。