[实用新型]一种反向开关晶体管触发电路

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体开关技术领域，涉及一种反向开关晶体管触发电路。

背景技术

20世纪80年代，前苏联院士I.V.Grekhov实用新型的反向开关晶体管(Reversely Switched Dynistor,RSD)可以实现高 di/dt大电流微秒开通。基于RSD的重复频率脉冲功率电源在环境保护、食品保鲜、军事、工业加工等领域有着广泛的应用前景。 RSD器件是一种由数万个晶闸管与晶体管元胞相间并联排列的器件，没有普通晶闸管的控制极，采用可控等离子体层触发方式，反向注入触发电流，在整个芯片面积上实现了同步均匀导通，从器件原理上消除了普通晶闸管器件存在的开通局部化现象，可以实现高di/dt微秒开通，同时在短时间内通过很大的电流。

基于RSD的高功率脉冲放电系统的总体框图如图1所示，分为充电电路、主电路(主回路)、RSD触发电路及控制电路等四部分。充电电路、主电路(主回路)和RSD触发电路依次串联连接。

主电路的主要功能是向负载释放脉冲大电流，是系统的核心，其主要元器件包括放电电容、磁开关(可饱和电感)、半导体功率开关-RSD及负载。

充电电路的主要功能是将主电路的放电电容和RSD触发电路中的触发电容充电至工作电压，充电电路的两个输出端连接在主电路的放电电容的正极和负极。可采用的主流充电方案有恒压直流充电、LC谐振充电、LRC谐振充电、串联谐振恒流充电等方式，也可采用其他方式充电。

导通控制电路的主要功能是输出控制信号，实现充电电路及 RSD触发电路中的半导体开关的导通及关断，并接受后两个电路反馈的电压、电流信号，用以调整控制信号的参数，从而实现重复频率放电。导通控制电路和RSD触发电路分别并联连接。

RSD触发电路的主要功能是实现开通RSD的功能，也是本实用新型要阐述的内容。

RSD开关的典型触发(预充)电路有直接预充、谐振预充、变压器升压预充等三种。单个RSD器件的预充方式有直接预充、谐振预充两种，采用直接预充开通方式开通效率高，损耗小，充电电路结构较复杂，多应用于单次脉冲放电。谐振预充的能量损耗较大，但较直接预充更易于实现控制，更适用于重复频率脉冲放电。多只RSD器件串并联组成的RSD开关的预充可以采用直接预充、谐振预充和变压器升压预充等方式。根据不同实际应用的需要，采用不同的RSD预充电路。

实用新型专利《一种反向开关晶体管的触发电路》(专利号为 CN201310109983.8)采用H桥式触发电路用于低压大电流RSD器件的触发，预充电容的充电和放电分别由H桥的两组对角线晶闸管开关或绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)开关控制，与传统预充电路相比，该电路结合了直接触发和谐振触发电路的优点，提高了RSD的预充效率。但是，与传统预充电路相比，该电路增加了三个半导体预充开关，预充电路的控制系统更复杂，显著增加了预充开关的成本，而且只适用于低压RSD开关的触发，降低了改进型电路的实用性。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种反向开关晶体管触发电路，本实用新型所要解决的技术问题是简化结构、提高RSD的预充效率。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种反向开关晶体管触发电路，其特征在于，所述触发电路包括充电电路、放电主电路和RSD触发电路；所述充电电路与放电主电路并联，所述放电主电路与所述RSD触发电路并联，所述充电电路包括充电电源。

在上述的一种反向开关晶体管触发电路中，所述放电主电路包括第一放电电容C0、第一磁开关L、RSD开关、负载Z0；所述第一放电电容C0、第一磁开关L、RSD开关、负载Z0依次串联；所述充电电源的输出正极连接第一放电电容C0的正极，充电电源的输出负极连接第一放电电容C0的负极。