專利名稱：電子槍電源輸出電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利屬于一種電源輸出電路，具體涉及一種由輸出電壓的交流分級、分級整流、直流開關(guān)管分級輸出后串接疊加輸出的電子槍電源輸出電路。
背景技術(shù)：
電子槍是一種工作在真空狀態(tài)下，通過加速高壓對電子云進行加速引出的裝置。 廣泛應(yīng)用于難溶金屬的冶煉及蒸發(fā)，伴隨著電子束對金屬材料的熔煉蒸發(fā)，必然會頻繁發(fā)生電離氣體或雜質(zhì)粉塵粒子在高壓電極與低電位之間放電短路，導(dǎo)致高壓對地瞬間擊穿。 如不及時對這種短路過沖進行抑制保護，產(chǎn)生的巨大能量釋放會對電子槍系統(tǒng)及周邊相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備造成劇烈沖擊甚至損壞。這就對電子槍電源的保護及恢復(fù)特性提出了特定的要求。在常規(guī)可控硅電子槍電源中，電子槍保護電路在對短路電流快速判斷、快速保護的同時，對可控硅觸發(fā)脈沖進行封鎖，從而達到封閉輸出的目的。在封鎖保護解除后，可控硅觸發(fā)脈沖恢復(fù)。但必須設(shè)定積分時間，恢復(fù)過快會導(dǎo)致超調(diào)過沖。在常規(guī)可控硅電子槍電源電路中，通過關(guān)斷可控硅實現(xiàn)保護經(jīng)過驗證是可行的， 但由于可控硅屬過零關(guān)斷器件，在交流同相半波內(nèi)可控硅一旦導(dǎo)通即使失去觸發(fā)脈沖，可控硅在過零前維持導(dǎo)通，這會造成在輸出短路后，保護電路成功判斷并同時給出動作信號后，可控硅在實施保護性封斷前存在小于半個周波(IOmS)的失控風(fēng)險。在這段失控時間內(nèi)， 如果抑制電流過沖電流設(shè)計余量不足，會造成嚴重的電流過沖，對電網(wǎng)造成很大干擾，并對周圍電氣設(shè)備正常運行帶來很大影響，嚴重時會因為過流引發(fā)跳閘，造成系統(tǒng)斷電。在常規(guī)可控硅電子槍電源電路中，封鎖保護解除后通過恢復(fù)可控硅觸發(fā)脈沖來實現(xiàn)恢復(fù)直流高壓經(jīng)過驗證是可行的，但由于必須設(shè)定積分時間，所以高壓重新建立的時間必然是秒單位時間量級的，這對于電子槍保持連續(xù)穩(wěn)定的工作狀態(tài)是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點而提出的，其目的是提供一種電子槍電源輸出電路。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種電子槍電源輸出電路，包括主回路升壓變壓器初級三相繞組和由多個單級輸出電路組成的多級總輸出電路。每個單級輸出電路由單級模塊變壓器次級繞組、單級模塊整流濾波電路、單級模塊直流輸出開關(guān)、控制保護電路和單級模塊直流輸出電路組成。單級模塊變壓器次級繞組的輸出端與單級模塊整流濾波電路的輸入端連通，單級模塊整流濾波電路的輸出端與單級模塊直流輸出開關(guān)的輸入端連通，單級模塊直流輸出開關(guān)的輸出端與單級模塊直流輸出電路的輸入端連通，單級模塊直流輸出開關(guān)設(shè)置有控制保護電路，直流輸出開關(guān)2. 3的驅(qū)動信號由主控電路經(jīng)端口 II輸入。所述的直流輸出開關(guān)由一只絕緣柵雙極晶體管IGBTQ1、三極管Ql構(gòu)成。
所述的直流輸出電路由旁路二極管D17、D18、均壓電阻R15 R18、均流電容C26、 C27組成。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明在電子槍電源過流保護時，從保護電路給出保護動作信號到高壓輸出截止之間的反應(yīng)延時經(jīng)測量僅有ιομε，遠遠小于僅通過可控硅截止來保護電路所不可避免的小于 IOmS的保護盲區(qū)，從而大大減小了電子槍在短路保護時的電流過沖，使電子槍的運行對電網(wǎng)及其他設(shè)備運行的干擾大為降低。本發(fā)明過流保護動作結(jié)束直流高壓最快恢復(fù)到位時間為50mS，遠遠小于秒單位時間量級水平，而且通過控制電路既可以實現(xiàn)多級(可達36級) 逐級疊加導(dǎo)通，亦可實現(xiàn)多級同時導(dǎo)通，以最快速度實現(xiàn)高壓恢復(fù)，每一級的直流電壓可達 IOOOVo


圖1是本發(fā)明的電子槍電源輸出電路的原理框圖； 圖2是本發(fā)明的單級電源輸出電路的接線圖。其中
1初級三相繞組 2多級總輸出電路 3單級輸出電路 3.1變壓器次級繞組 3.2整流濾波電路 3.3直流輸出開關(guān) 3.4控制保護電路 3.5直流輸出電路 4電源正極輸出端 5連接線 6電源負極輸出端。
具體實施例方式下面，參照附圖和實施例對本發(fā)明的電子槍電源輸出電路進行詳細說明
如圖1所示，一種電子槍電源輸出電路，包括主回路升壓變壓器初級三相繞組1和由多個單級輸出電路3組成的多級總輸出電路2。每個單級輸出電路3由單級模塊變壓器次級繞組3. 1、單級模塊整流濾波電路3. 2、單級模塊直流輸出開關(guān)3. 3、控制保護電路3. 4 和單級模塊直流輸出電路3. 5組成。單級模塊升壓變壓器初級三相繞組1可采用Y型或Δ接法。單級模塊變壓器次級繞組3.1可采用Y型或Δ接法，其輸出端與單級模塊整流濾波電路3. 2的輸入端連通， 單級模塊整流濾波電路3. 2的輸出端與單級模塊直流輸出開關(guān)3. 3的輸入端連通，單級模塊直流輸出開關(guān)3. 3的輸出端與單級模塊直流輸出電路3. 5的輸入端連通，單級模塊直流輸出開關(guān)3. 3設(shè)置有控制保護電路3. 4。其中，標號4為電源正極輸出端，標號5為各單級輸出之間的連接線，標號6為電源負極輸出端，4和6連接電源負載。如圖2所示，單級模塊變壓器的次級繞組3. 1由三只單級繞組Ta、Tb、Tc構(gòu)成，變壓器次級繞組3. 1輸出三相交流電提供給單級模塊的整流濾波電路3. 2進行整流濾波處理。整流濾波電路3. 2的整流部分由整流二極管Dl D12構(gòu)成的三相全波整流臂和吸收電容Cl C12并聯(lián)組成；濾波部分由電感Li、電容C13 C20、電阻Rl R8構(gòu)成LCR濾波電路，對整流輸出的直流進行去紋波處理并且對過流產(chǎn)生的電流過沖進行抑制。整流濾波電路3. 2輸出的直流電壓經(jīng)單級模塊的直流輸出開關(guān)3. 3進行輸出，直流輸出開關(guān)3. 3由一只IGBT (絕緣柵雙極晶體管)Q1 (三極管)構(gòu)成?？刂票Ｗo線路3. 4對單級模塊直流輸出開關(guān)3. 3起到保護作用，直流輸出開關(guān)2. 3的驅(qū)動信號由主控電路經(jīng)端口 II輸入，其中電容C22、電阻RlO并接于直流輸出開關(guān)3. 3，對其進行吸收保護；掉電保護信號通過端口III經(jīng)二極管D15輸入，對三極管Q2、Q3、穩(wěn)壓二極管WY2構(gòu)成的復(fù)合管結(jié)構(gòu)保護電路進性驅(qū)動，實現(xiàn)對單級電路的掉電保護。二極管D16、電容C21、C23、電阻R9、穩(wěn)壓二極管WYl分別并接構(gòu)成吸收保護電路； 電阻1 11、1 12、1 13、1 14、電容024丄25、三極管Q4、Q5相互之間連接構(gòu)成對本級電路輸入輸出狀態(tài)檢測電路，并將檢測信號通過端口端口 IV送到電源主控電路。直流輸出開關(guān)3.3的狀態(tài)檢測由二極管D13、D14經(jīng)端口 I送出。在單級模塊的最后端是單級模塊直流輸出旁路二極管電路3. 5，原件由旁路二極管D17、D18、均壓電阻R15 R18、均流電容C26、C27組成。各單級輸出之間的連接由連接線5完成，電源正極輸出端4和電源負極輸出端6連接電源負載。
權(quán)利要求
1.一種電子槍電源輸出電路，包括主回路升壓變壓器初級三相繞組(1)和由多個單級輸出電路(3)組成的多級總輸出電路(2)，其特征在于每個單級輸出電路(3)由單級模塊變壓器次級繞組(3. 1)、單級模塊整流濾波電路(3. 2)、單級模塊直流輸出開關(guān)(3. 3)、控制保護電路(3. 4)和單級模塊直流輸出電路(3. 5)組成；單級模塊變壓器次級繞組(3. 1)的輸出端與單級模塊整流濾波電路(3. 2)的輸入端連通，單級模塊整流濾波電路(3. 2)的輸出端與單級模塊直流輸出開關(guān)(3. 3)的輸入端連通，單級模塊直流輸出開關(guān)(3. 3)的輸出端與單級模塊直流輸出電路(3. 5)的輸入端連通，單級模塊直流輸出開關(guān)(3. 3)設(shè)置有控制保護電路(3. 4)，直流輸出開關(guān)(2. 3)的驅(qū)動信號由主控電路經(jīng)端口 II輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子槍電源輸出電路，其特征在于所述的直流輸出開關(guān)(3. 3)由一只絕緣柵雙極晶體管IGBTQ1、三極管Ql構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子槍電源輸出電路，其特征在于所述的直流輸出電路(3. 5)由旁路二極管D17、D18、均壓電阻R15 R18、均流電容C26、C27組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子槍電源輸出電路，包括主回路升壓變壓器初級三相繞組和由多個單級輸出電路組成的多級總輸出電路。每個單級輸出電路由單級模塊變壓器次級繞組、單級模塊整流濾波電路、單級模塊直流輸出開關(guān)、控制保護電路和單級模塊直流輸出電路組成。本發(fā)明反應(yīng)延時迅速，從而大大減小了電子槍在短路保護時的電流過沖，使電子槍的運行對電網(wǎng)及其他設(shè)備運行的干擾大為降低。通過控制電路既可以實現(xiàn)多級(可達36級)逐級疊加導(dǎo)通，亦可實現(xiàn)多級同時導(dǎo)通，以最快速度實現(xiàn)高壓恢復(fù)，每一級的直流電壓可達1000V。
文檔編號H02M1/32GK102244471SQ20111020478
公開日2011年11月16日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者夏建中, 張志忠, 張曉衛(wèi), 羅公偉, 范立男, 高學(xué)林 申請人:核工業(yè)理化工程研究院