[发明专利]大功率高压电源快速短路保护装置

说明书

技术领域

本发明属于电力电子领域的电源分支，是提供一种大功率高压电源发生过载或短路时快速切断交流输入电源和快速释放变压器电磁能量以保护机内功率器件或负载设备的一种装置。

背景技术

传统的大功率高压电源一般都是禁止短路的，因为半导体功率器件，在发生过载的时间超过几十微秒时，就可能造成器件的损坏。而传统的大功率高压电源发生过载或短路的保护方法是依靠接触器的触点断开或关断可控硅来切断输入工频电源的，由于切断工频电源的时间在十毫秒~几十毫秒之间，对大功率高压电源内部的大功率半导体器件或负载设备内部的大功率半导体器件是起不到有效的保护作用的。其次,传统的低压小功率电源常常采用限流的方法实现电源短路保护,但这种简单的方法用于大功率高压电源的短路保护是完全失效的，因为在短路瞬间，由电网和高压变压器所提供的高电压和大电流会全部加在电源的调整管上，使调整管瞬间毁坏。在大功率高压电源的使用过程中，常常因电源内部故障、用户负载内部故障、用户在调试自身设备的过程中，因人工操作不慎等原因而造成电源过载或短路，从而损坏电源本身或损坏用户设备的事会经常发生，有的负载例如速调管等，其价值在几十万元以上，一旦损坏其经济损失是很大的。因此，需要一种能够快速有效的保护措施来保护电源设备或用户设备。

发明内容

    为了解决上述问题，本发明提供一种大功率高压电源快速短路保护装置。

本发明包括一个大功率高压变压器，六个交流电子开关K11、K12、K21、K22、K31、K32，三个霍尔电流检测器 H11、H21、H31，电流取样功率管驱动控制单元，十二脉整流电路，调整管和稳压稳流控制单元。三相工频电源A、B、C分别和大功率交流电子开关K11、K21、K31的一端相连接，所述电子开关K11、K21、K31的另一端分别与霍尔电流检测器H11、H21、H31的一端相连接，所述霍尔电流检测器H11、H21、H31的另一端分别与高压变压器的初级a相绕组的a1端、b 相绕组的b1端、c 相绕组的c1端相连接，所述高压变压器的初级a相绕组的a2端与b 相绕组的b1端相连接，所述高压变压器的b 相绕组的b2端与c 相绕组的c1端相连接，所述高压变压器的 c 相绕组的c2端与a相绕组的a1端相连接；

在高压变压器的初级a相绕组的a1端接电子开关K12的一端，所述电子开关K12的另一端接所述高压变压器的初级a相绕组的a2端，所述高压变压器的初级b相绕组的b1端接电子开关K22的一端，所述电子开关K22的另一端接所述高压变压器的初级b相绕组的b2端；所述高压变压器的初级c相绕组的c1端接电子开关K32的一端，所述电子开关K32的另一端接所述高压变压器的初级c相绕组的c2端。所述高压变压器的次级绕组a3a4、b3b4、c3c4按三角形接法，其三个输出端与十二脉整流电路的三个输入端相连接，所述高压变压器的次级绕组a5a6、b5b6、c5c6按星形接法，其三个输出端与所述十二脉整流电路的另三个输入端相连接，所述十二脉整流电路的输出正端与调整管V41的集电极相连，所述调整管V41的发射极与电源输出正端子相连接。所述十二脉整流电路的输出负端与所述电源输出负端子相连接，所述调整管V41为绝缘栅双极型晶体管。

所述霍尔电流检测器H11、H21、H31的输出信号送入电流取样功率管驱动单元，所述电流取样功率管驱动单元的输出信号送入电子开关K11、K21、K31、K12、K22、K32的控制端，所述电子开关K11、K21、K31、K12、K22、K32的通断状态受所述电流取样功率管驱动单元控制，稳压稳流控制单元的输出信号送入调整管V41的栅极，所述调整管V41的工作状态受所述稳压稳流控制单元控制。

本发明所述的快速交流电子开关K11、K21、K31、K12、K22、K32，分别是由一个单相整流桥和一个大功率开关器件所组成。所述单相整流桥是由四个二极管组成，所述大功率开关器件为绝缘栅双极型晶体管。所述十二脉整流电路是由两组三相整流桥所组成，所述调整管V41为绝缘栅双极型晶体管。