[实用新型]电子枪用高频开关电源系统高压闪络短路保护系统

说明书

本实用新型公开了一种电子枪用高频开关电源系统高压闪络短路保护系统，包括，闪络电流检测电路，包括设置在电子枪用高频开关电源系统的高压滤波电容支路中的第一电流互感器，以及与所述的第一电流互感器并接的电阻；输出电流检测电路，包括设置在高压输出地端支路上的第二电流互感器，以及与所述的第二电流互感器并联的电阻；闪络保护控制电路，用以接收所述的输出电流检测电路和闪络电流检测电路的输出并与所述的电子枪用高频开关电源系统的可控连接。本实用新型在高压电源出现闪络打火时，采用穿心互感器隔离采样，通过逆变器的快速封断，具有抗干扰能力强、可靠性高、响应快、恢复快的特点，尤其适合电子枪系统中的高压电源。

技术领域

本实用新型属于高压电源技术领域，具体涉及一种电子枪用高频开关电源系统高压闪络短路保护系统。

背景技术

电子枪普遍应用于真空镀膜、熔炼、3D打印和焊接等工业、科研领域，电子枪需要高压电源提供几十千伏特甚至上百千伏特高压来加速电子束，电源输出功率在6kW-500kW左右。通常电子枪正常工况下，时常会发生闪络打火，主要由于随机的部件气体释放，造成电子枪内负高压阴极与阳极(地端)间发生拉弧现象，工况恶劣时有时高达1分钟打火数百次，瞬间放电电流可达几百A。在这种情况下，需要快速检测到闪络打火并封锁逆变器，避免大能量持续拉弧放电。同时在闪络打火结束时需要快速启动逆变器输出，恢复电子枪正常输出，这在电子束真空镀膜、电子束3D打印和电子束焊接应用中尤其重要。

常规采样保护电路是通过分流器直接采样闪络时的峰值电流，因为闪络时的峰值电流很高，容易在分流器上产生较高的压降，很容易损坏采样电路。同时闪络时，高压瞬态加在回路的分布电感上面，地回路电压瞬态被抬升很高的电压，容易损坏或干扰误到直接连接到采样回路的相关器件。所以隔离采样很重要。

另外，一般的高压电源闪络处理控制电路，比较器采集到闪络信号后，只做固定的延时处理，即为闪络保护重启动周期为固定周期，重启周期最多是为可设定模式，并且为了保证灭弧时间，周期间隔时间一般设定比较大。所以闪络灭弧不具备自适应能力，影响电子束工作的效率，满足不了电子枪电源连续性要求——快速保护，快速灭弧，自适应快速重启。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电子枪用高频开关电源系统高压闪络短路保护系统，其具有高可靠、抗干扰、快速保护，快速灭弧等特点，可快速重启的高压闪络保护系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种电子枪用高频开关电源系统高压闪络短路保护系统，包括，

闪络电流检测电路，包括设置在电子枪用高频开关电源系统的高压滤波电容支路中的第一电流互感器，以及与所述的第一电流互感器并接的电阻；

输出电流检测电路，包括设置在高压输出地端支路上的第二电流互感器，以及与所述的第二电流互感器并联的电阻；

闪络保护控制电路，用以接收所述的输出电流检测电路和闪络电流检测电路的输出并与所述的电子枪用高频开关电源系统的可控连接。

在上述技术方案中，所述的闪络保护控制电路的输出与所述的电子枪用高频开关电源系统的DC-AC逆变器可控连接。

在上述技术方案中，所述的第一电流互感器和第二电流互感器分别经整流桥后与电阻连接。

在上述技术方案中，所述的第一电流互感器和第二电流互感器为穿心型互感器。

在上述技术方案中，所述的输出电流检测电路的电阻还并联有滤波电容。

在上述技术方案中，还包括RL阻尼网络，其包括串联在电子枪用高频开关电源系统的高压输出上的功率电阻R1和电感L。

在上述技术方案中，RL阻尼网络还包括与所述的电感L并联的电阻R2。