[发明专利]一种变压器的绕制方法及高电流上升率可控硅的驱动电路

说明书

本发明的一种变压器的绕制方法及高电流上升率可控硅的驱动电路，利用脉冲变压器的基本原理，在铁氧体磁芯上利用宽铜皮绕制初级绕组，再利用绝缘导线分段绕制次级绕组，初、次级及各次级之间根据耐压需要设计绝缘层。该原理使初级和次级耦合紧密，减小变压器漏感，同时次级分段绕制，减少变压器的分布电容，从而实现与驱动电路联合输出后的高电流上升率和大的峰值电流能力，以满足多只高功率可控硅串或并联应用的驱动要求。总体绕制工艺可控、方便批量流水线生产，同时减小了生产成本。本发明的高输出脉冲电流、高电流上升率及同时多路输出的全固态触发电路，能够满足高电流上升率可控硅的驱动应用，并且各输出级具有浮动电压功能。

技术领域

本发明涉及可控硅触发驱动应用电路技术领域，具体涉及一种高电流上升率可控硅的驱动电路。

背景技术

可控硅整流元件，是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点。该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中，多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。

在高功率脉冲应用领域，利用可控硅开关对电容器放电，可实现高峰值电流和高电流上升率，以满足各种科学工程的应用。一般的可控硅的最大电流上升率为1kA/μs，特殊的脉冲型可控硅电流上升率可达10kA/μs以上。针对高电流上升率脉冲型可控硅需在导通及电流上升阶段由驱动电路提高一定数值的驱动电流I_GM，一般为正常驱动电流I_G的10倍以上，如图1所示，有些可控硅要求驱动峰值电流I_GM达50A以上，驱动电流的上升率dI/dt达100A/μs以上。

单个可控硅的电压一般为2～5kV，在一些高电压的应用场合就需要进行串联应用，有时可控硅需浮动在高电位上，这样就需要驱动电路具有多路输出且具有浮动高压的功能。

发明内容

本发明提出的变压器的绕制方法及高电流上升率可控硅的驱动电路，可解决背景技术中的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种变压器的绕制方法，包括变压器铁芯，选用硅钢、非晶或铁氧体磁芯；

在磁芯的一边磁柱上套装初级环氧桶骨架，初级骨架两头离变压器铁芯端头有一定缝隙；

骨架外层用宽紫铜皮绕制初级绕组N1，为1匝或2匝，根据下面公式计算匝数：

其中Vi为变压器T1的输入电压，即前极电源U1的输出电压；t为MOS管V1的导通时间，即为被驱动可控硅需要的触发脉冲宽度，B为变压器铁芯的磁感应强度，Ae为变压器的铁芯截面积；

初级宽紫铜皮绕组N1的起头和末头两端分别用两根1.0mm²导线引出，引出后就近双绞，减小初级回路电感；

在初级绕组N1之外，利用聚酰亚胺和杜邦纸复合材料叠加绕制主绝缘层，根据次级隔离电压大于10kV要求绝缘层绕制大于5层，每层耐压大于2kV；

在主绝缘层外，再用1.0mm²导线间隔绕制次级绕组N2、N3、N4，次级绕组N2、N3、N4之间及两端对外分别放置绝缘隔板，次级绕组匝数同初级绕组匝数，实现变压器的变比为1:1:1:1；

次级绕组N2、N3、N4各自双绞引出，全部绕制安装完成后，变压器整体进行环氧树脂灌封。

进一步的，变压器铁芯选用UY20铁氧体磁芯。