本發(fā)明主要涉及高壓電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于高壓電路中的閘流管檢測和保護系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

閘流管是一種常用的高壓開關(guān)電路元件，通常關(guān)斷時可承受高壓達到10~50kV、導(dǎo)通時的可通過電流峰值達到10~30kA，主要應(yīng)用于高壓電路的受控導(dǎo)通，產(chǎn)生高壓脈沖和進行能量轉(zhuǎn)移等，主要的應(yīng)用于高壓脈沖、激光技術(shù)、氣體放電、雷達技術(shù)等領(lǐng)域。由于閘流管是電路中承受高電壓的開關(guān)元件，其穩(wěn)定可靠的導(dǎo)通是電路正常工作的必要條件，也是保障儀器設(shè)備以及人員安全的必要條件。

閘流管的結(jié)構(gòu)主要如圖1所示，閘流管的主要使用方式如下：需要首先對Reservoir和Heater兩個加熱電阻進行加熱；其中Reservoir和com間所需加熱電源為約電壓6.3V、電流十幾A；Heater和Com間所需加熱電源的電源為約電壓6.3V、電流幾A。加熱完成后，閘流管在控制柵級的觸發(fā)信號作用下即可發(fā)生導(dǎo)通。柵極觸發(fā)信號根據(jù)閘流管的接地方式不同而稍有不同，通常陰極接地的閘流管要求觸發(fā)信號為平時-150VDC、觸發(fā)時為+700~+1000V、寬度1~2μs的尖峰脈沖，如圖2；柵極接地的閘流管則相反，要求觸發(fā)信號為平時+150VDC、觸發(fā)時為-700~-1000V、寬度1~2μs的尖峰脈沖，如圖3。

如果按照上面所述的正常使用方式，則閘流管在工作壽命內(nèi)可以正常使用，穩(wěn)定可靠觸發(fā)高壓電路導(dǎo)通，有利于設(shè)備和人員的安全。所以針對上面的幾個使用條件，本發(fā)明設(shè)計了專門的保護電路來進行實時檢測和保護。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種應(yīng)用于高壓電路中的閘流管檢測和保護系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種應(yīng)用于高壓電路中的閘流管檢測和保護系統(tǒng)，包括有閘流管，閘流管的控制柵極與閘流管觸發(fā)信號產(chǎn)生電路連接，閘流管的兩個加熱端分別連接一個加熱電源，其特征在于：所述兩加熱電源分別并聯(lián)一個保護電路，兩個保護電路分別包括一個電流互感器，電流互感器的另外兩端之間連接一個電容，電容的一端通過節(jié)點接地、另一端通過節(jié)點連接放大器的正極輸入端，放大器的負極輸入端接地，且放大器的輸出端與負極輸入端之間通過反饋電阻反饋連接，放大器的輸出端連接第一路比較器的正極輸入端、第二路比較器的負極輸入端，兩路比較器的輸出端接入與門的兩個輸入端，兩保護電路的兩與門的輸出端接入第三與門，第三與門的輸出端接入D觸發(fā)器的D端，D觸發(fā)器的CLK端通過發(fā)光光纖連接到閘流管的控制柵極與閘流管觸發(fā)信號產(chǎn)生電路之間，閘流管觸發(fā)信號產(chǎn)生電路的Q端、復(fù)位端分別通過發(fā)光光纖連接至主控制系統(tǒng)，主控制系統(tǒng)還通過發(fā)光光纖與閘流管觸發(fā)信號產(chǎn)生電路連接。

本發(fā)明的原理是：

1、加熱電源對閘流管進行正常加熱，兩路電流互感器取得電流感應(yīng)信號，分別經(jīng)放大后和上下兩個門限電壓進行比較，當(dāng)電流值在正常范圍內(nèi)時，四路比較器輸出的高電平經(jīng)與門后輸出為高電平，送至D觸發(fā)器的D端；若任意一路信號異常，則與門輸出低電平；

2、閘流管觸發(fā)端接發(fā)光光纖產(chǎn)生光信號作為檢測信號，其連接的方向取決于閘流管的觸發(fā)信號的正負；該信號經(jīng)光纖傳輸后送至保護板，保護板經(jīng)光信號接收模塊轉(zhuǎn)換后獲得電信號送至D觸發(fā)器的CLK端；

3、主控制系統(tǒng)首先在需要的時候發(fā)出觸發(fā)信號，同時送至閘流管觸發(fā)信號產(chǎn)生電路和保護電路；送至保護電路的信號將D觸發(fā)器復(fù)位，等待CLK端的信號；送至閘流管觸發(fā)信號產(chǎn)生電路，電路按照所需生成信號觸發(fā)閘流管同時送出檢測信號；

4、觸發(fā)的檢測信號經(jīng)傳遞后在D觸發(fā)器CLK端產(chǎn)生上升沿信號，在所有電流檢測正常的情況下D為高電平，則CLK的上升沿會使得Q輸出高電平并經(jīng)光纖隔離后傳輸至主控制系統(tǒng)；若主控制系統(tǒng)在檢測到該指示信號后認為閘流管系統(tǒng)正常，下次脈沖正常觸發(fā)；若電流檢測信號異?；蛘唛l流管無正常觸發(fā)信號，則主控制系統(tǒng)檢測不到正常信號，認為閘流管系統(tǒng)異常，下次的脈沖停止，并系統(tǒng)報警。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

本發(fā)明使用電流互感器檢測兩個加熱電源的加熱電流；因為此處發(fā)生異常的主要情況是加熱電阻斷路，所以采用電流檢測的方式，確保加熱電源和加熱電路的正常工作；本發(fā)明在閘流管的觸發(fā)端進行光纖指示信號輸出，確保閘流管能夠獲得正常的觸發(fā)信號；本發(fā)明設(shè)計專門的邏輯控制電路，對上面的兩種檢測信號進行邏輯判斷，如果發(fā)生異常，則立即停止激光系統(tǒng)的工作并報警；多系統(tǒng)間通信均采用光纖隔離的方式來保證高壓環(huán)境中的安全使用和抑制干擾，實現(xiàn)各系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的閘流管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為陰極接地的閘流管觸發(fā)時的尖峰脈沖示意圖。

圖3為柵極接地的閘流管觸發(fā)時的尖峰脈沖示意圖。

圖4為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

如圖4所示，一種應(yīng)用于高壓電路中的閘流管檢測和保護系統(tǒng)，包括有閘流管，閘流管的控制柵極與閘流管觸發(fā)信號產(chǎn)生電路連接，閘流管的兩個加熱端分別連接一個加熱電源，兩加熱電源分別并聯(lián)一個保護電路，兩個保護電路分別包括一個電流互感器，電流互感器的另外兩端之間連接一個電容，電容的一端通過節(jié)點接地、另一端通過節(jié)點連接放大器的正極輸入端，放大器的負極輸入端接地，且放大器的輸出端與負極輸入端之間通過反饋電阻反饋連接，放大器的輸出端連接第一路比較器的正極輸入端、第二路比較器的負極輸入端，兩路比較器的輸出端接入與門的兩個輸入端，兩保護電路的兩與門的輸出端接入第三與門，第三與門的輸出端接入D觸發(fā)器的D端，D觸發(fā)器的CLK端通過發(fā)光光纖連接到閘流管的控制柵極與閘流管觸發(fā)信號產(chǎn)生電路之間，閘流管觸發(fā)信號產(chǎn)生電路的Q端、復(fù)位端分別通過發(fā)光光纖連接至主控制系統(tǒng)，主控制系統(tǒng)還通過發(fā)光光纖與閘流管觸發(fā)信號產(chǎn)生電路連接。