[发明专利]一种基于电感储能的真空触发开关触发电路

说明书

本发明公开了一种基于电感储能的真空触发开关触发电路，属于脉冲电源领域。电路包括直流电源、开关、电感和真空触发开关，所述直流电源、开关和电感依次串联，所述真空触发开关并联在电感两端；开关闭合时，直流电源向电感充电，电感的充电电流达到预定值时使得开关断开，电感两端电压上升，触发真空触发开关导通。由于电路采用了电感储能的方式，极大的减小触发电路的体积和重量。电感储能式的触发电路的直流电源工作在低电压条件下，对直流电源的电压要求低。本发明所提出的触发电路使用电感作为储能元件，触发脉冲的电流脉宽更大，触发可靠性更高。

技术领域

本发明属于脉冲电源领域，更具体地，涉及一种基于电感储能的真空触发开关触发电路。

背景技术

真空触发开关(triggered vacuum switch，TVS)具有工作电压范围宽、电流承载量大、熄弧能力强、工作可靠性高等优点，在脉冲功率领域中得到了广泛的应用。TVS的触发导通原理为场致电子发射，对触发脉冲的要求严苛，为实现TVS的可靠触发，需要设计其特殊的触发电路。

在中国实用新型专利说明书CN210327416U中公开了一种应用于真空触发开关的触发电路，该电路由Marx电路和脉冲变压器组成脉冲发生电路，使用FPGA和光纤隔离器向脉冲发生电路发送控制信号，控制TVS的触发。

在中国发明专利说明书CN107863954A中也公开了一种应用于真空触发开关的触发电路，包括依次连接的继电器触发模块、火花间隙触发模块和真空触发开关。工作时，首先控制继电器触发模块使继电器闭合，继电器闭合后连通火花间隙触发模块触发导通火花间隙，火花间隙导通后连通真空触发开关触发TVS。此发明的特点是触发源能工作在120℃的高温环境中。

在现有的相关非专利文献中，同样介绍了TVS的触发电路，它们大致可分为两类：间接触发电路和直接触发电路。其中间接触发电路是储能电容通过脉冲变压器输出一个高压脉冲，对TVS进行触发；直接触发电路直接给储能电容充高电压，对TVS进行触发。相比于间接触发电路，直接触发电路因为没有经过脉冲变压器，触发脉冲的陡度更高，这提高了触发导通的可靠性，降低了TVS导通的时延及其分散性，然而安全性较差，对各个器件的耐压也提出了更高的要求。

以上所述真空触发开关的触发电路，均采用电容储能的储能方式。使用电容储能的真空触发开关间接触发电路普遍存在触发电压陡度不高，导通时延和离散性较大，触发可靠性低等问题；而直接触发电路工作在高电压下，安全性较差，对放电开关器件也提出了更高的要求，在实际情况中常常需要多个开关器件串联使用，并增加静、动态均压电路。

发明内容

针对相关技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于电感储能的真空触发开关触发电路，旨在解决现有真空触发开关触发电路存在的触发可靠性低、安全性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于电感储能的真空触发开关触发电路，包括直流电源、开关、电感和真空触发开关，所述直流电源、开关和电感依次串联，所述真空触发开关并联在电感两端；

开关闭合时，直流电源向电感充电，电感的充电电流达到预定值时使得开关断开，电感两端电压上升，触发真空触发开关导通。

进一步地，所述直流电源是可编程低压直流电源。

进一步地，所述开关为一次性断路开关。

进一步地，所述开关为电爆丝或高压熔断器。

进一步地，所述开关的耐压不低于真空触发开关的触发电压，所述开关的额定电流不低于电感的最大充电电流。

进一步地，所述电感的磁芯材料采用纳米晶合金材料。

进一步地，为了降低趋肤效应带来的影响，所述电感不采用单芯导线，而采用多股并绕的导线制作。