一种电流互感器耦合驱动信号的触发电路的制作方法
1.本实用新型涉及开关工作触发控制领域，特别涉及一种电流互感器耦合驱动信号的触发电路。
背景技术：
2.随着半导体器件加工材料、制造工艺的不断发展进步，采用半导体器件构成的开关组件替代真空管开关的应用日趋广泛。半导体器件构成的开关组件，采用多个半导体开关管串并联方式实现，为有效解决多路串并联开关管触发信号的同步性以及电位隔离问题，触发信号可以采用光纤传输方式或者电流脉冲耦合的方式实现多路开关管的同步触发以及高低压电路的电气隔离，并可有效抑制外界对触发信号的干扰。
3.在脉冲功率应用领域中，由于系统高压大电流的充放电需要多组开关串联工作，就需要触发驱动信号的驱动功率相应的提高的同时还要求具有能够让igbt或其他开关管快速导通的能力。同时。系统的充放电过程也可能会产生强光、强电磁干扰信号，对低压控制电路以及电子元件均会造成影响，严重情况下会造成器件的误动作或是器件损坏，从而导致系统工作异常。如何实现多路开关的同步触发控制是触发电路需要考虑的问题，现有技术的触发电路无法实现准确的、抗干扰的输出多路触发信号以实现开关的驱动，不能满足对于同步触发控制的需求。
技术实现要素：
4.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电流互感器耦合驱动信号的触发电路，用于输出一种稳定可靠、可以抑制干扰的、多路触发信号。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种电流互感器耦合驱动信号的触发电路，包括驱动信号生成电路和触发脉冲输出电路，所述触发脉冲输出电路包括限流电阻r11、开关管v3、二极管v4、电阻r12以及多个电流互感器tan，所述驱动信号生成电路输出驱动信号，其经过限流电阻r11连接至开关管v3的g极，开关管v3的c极经电阻r12连接至二极管v4的正极，二极管v4的负极连接高压电源；开关管v3的e极接地；在二极管v4的负极引出接线端子经导线连接至开关管v3的c极，该导线上耦合设置多个电流互感器，每个电流互感器的输出端作为触发信号的输出端输出触发信号。
6.驱动信号生成电路包括信号触发隔离电路、第一脉冲整形电路、第二脉冲整形电路、信号放大电路，所述信号触发隔离电路的输入端输入外部同步信号，其输出端与第一脉冲整形电路连接，所述第一脉冲整形电路的输出端经第二脉冲整形电路连接至信号放大电路的输入端，所述信号放大电路输出经隔离放大后的驱动信号至触发脉冲输出电路。
7.所述信号触发隔离电路通过光耦将外部同步信号进行隔离后输出至第一脉冲整形电路。
8.所述第一脉冲整形电路采用单稳态触发器n2对脉冲信号进行整形，其输出端连接至第二脉冲整形电路。
9.所述单稳态触发器n2的与门输入端连接高压电源连锁电路；所述高压电源连锁电路用于根据高压电源的状态输出对应的电平信号至单稳态触发器。
10.所述高压电源连锁电路包括高压电源经串联的电阻r6、r7接地；在电阻r6、r7之间引出端子连接至三极管v2的基极，三极管v2的集电极经电阻r5连接至+vcc，其发射极接地；在v2的集电极引出端子连接至三极管v1的基极，v1的发射极接地，v1的集电极经电阻r4连接+vcc，在三极管v1的集电极和电阻r4之间引出端子作为高压电源连锁电路的输出端。
11.第二脉冲整形电路包括单稳态触发器n3a和n3b，其中单稳态触发器n3a的输出端分别连接至信号放大电路的输入端和单稳态触发器n3b的输入端，单稳态触发器n3b的输出端连接至单稳态触发器n3a的与门输入端形成连锁。
12.所述高压电源包括变压器t，所述变压器的次级侧为三绕组：绕组t1、绕组t2、绕组t3，绕组t1经过全桥整流后形成的直流正极经电容l1连接至开关管v3的c极，其负极经电阻r15连接至绕组t2经全桥整流后形成的正极，绕组t2经全桥整流后形成的正极引出高压电源正极，高压电源正极经过电容c4连接至绕组t2经全桥整流后形成的负极，该负极连接至绕组t3经全桥整流形成的30v电源的正极，30v电源的正极经串联的电阻r13、r14后接地，稳压控制器通过采集电阻r13、r14之间的电压信号来驱动控制变压器t的输入侧供电以稳定电压输出。
13.本实用新型的优点在于：结构简单、性能稳定，可以输出多路支流脉冲触发信号，用于完成多个开关管的导通和同步问题；电路设置有连锁、去磁等工，保证了电路的稳定可靠有效，完全适用于多路开关管的同步触发。
附图说明
14.下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
15.图1为本发明电路原理框图；
16.图2为本发明电路原理图；
17.图3为本发明供电电源原理图。
具体实施方式
18.下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
19.本实施例主要实现一种新的触发电路，以解决触发信号易受干扰、驱动能力不足、工作不可靠的问题。电流互感器耦合驱动信号的触发电路，包括触发信号隔离电路、脉冲整形电路、信号放大电路、信号联锁电路、触发电压连锁电路、交直流转换电路、稳压电路、变压电路、触发脉冲输出、去磁电路。
20.触发信号隔离电路接收外部触发脉冲信号进行隔离后，连接至脉冲整形电路，的脉冲整形电路输出信号与信号放大电路连接，实现触发信号的驱动电流放大，然后给后面的igbt开关导通提供驱动。
21.交直流转换电路把交流市电220v转化为直流高压，通过直流稳压电路、变压电路把直流电压转换为所需的+200v的直流高压和+30v直流电压，以及给触发信号进行隔离转换的磁芯提供消磁的直流电平。
22.的电压检测电路通过对+200v电压进行检测，检测电路的输出连接到脉冲整形电路，和外部触发信号进行与门，实现同步信号互锁功能。
23.去磁电路连接到触发脉冲输出的一端，当触发脉冲结束时，去磁电平通过触发信号隔离转换的磁芯回路对磁芯进行去磁，保证磁芯在较高触发频率下不会出现磁芯饱和的现象。
24.采用上述的电路实现形式，有效解决了脉冲功率系统中高压大电流充放电工作过程对低压控制电路造成强电磁干扰问题，提高了驱动信号电压幅值和触发信号前沿的快速上升，确保了低压信号传输的可靠性，提高了系统的稳定性，满足系统的抗干扰要求。具体电路介绍如下：
25.如图1、2、3所示，一种电流互感器耦合驱动信号的触发电路，包括驱动信号生成电路和触发脉冲输出电路，触发脉冲输出电路包括限流电阻r11、开关管v3、二极管v4、电阻r12以及多个电流互感器tan，驱动信号生成电路输出驱动信号，其经过限流电阻r11连接至开关管v3的g极，开关管v3的c极经电阻r12连接至二极管v4的正极，二极管v4的负极连接高压电源；开关管v3的e极接地；在二极管v4的负极引出接线端子经导线连接至开关管v3的c极，该导线上耦合设置多个电流互感器，每个电流互感器的输出端作为触发信号的输出端输出触发信号。
26.驱动信号生成电路包括信号触发隔离电路、第一脉冲整形电路、第二脉冲整形电路、信号放大电路，信号触发隔离电路的输入端输入外部同步信号，其输出端与第一脉冲整形电路连接，第一脉冲整形电路的输出端经第二脉冲整形电路连接至信号放大电路的输入端，信号放大电路输出经隔离放大后的驱动信号至触发脉冲输出电路。
27.信号触发隔离电路通过光耦将外部同步信号进行隔离后输出至第一脉冲整形电路。
28.第一脉冲整形电路采用单稳态触发器n2对脉冲信号进行整形，其输出端连接至第二脉冲整形电路。
29.单稳态触发器n2的与门输入端连接高压电源连锁电路；高压电源连锁电路用于根据高压电源的状态输出对应的电平信号至单稳态触发器。
30.高压电源连锁电路包括高压电源经串联的电阻r6、r7接地；在电阻r6、r7之间引出端子连接至三极管v2的基极，三极管v2的集电极经电阻r5连接至+vcc，其发射极接地；在v2的集电极引出端子连接至三极管v1的基极，v1的发射极接地，v1的集电极经电阻r4连接+vcc，在三极管v1的集电极和电阻r4之间引出端子作为高压电源连锁电路的输出端。
31.第二脉冲整形电路包括单稳态触发器n3a和n3b，其中单稳态触发器n3a的输出端分别连接至信号放大电路的输入端和单稳态触发器n3b的输入端，单稳态触发器n3b的输出端连接至单稳态触发器n3a的与门输入端形成连锁。
32.高压电源包括变压器t，变压器的次级侧为三绕组：绕组t1、绕组t2、绕组t3，绕组t1经过全桥整流后形成的直流正极经电容l1连接至开关管v3的c极，其负极经电阻r15连接至绕组t2经全桥整流后形成的正极，绕组t2经全桥整流后形成的正极引出高压电源正极，高压电源正极经过电容c4连接至绕组t2经全桥整流后形成的负极，该负极连接至绕组t3经全桥整流形成的30v电源的正极，30v电源的正极经串联的电阻r13、r14后接地，稳压控制器通过采集电阻r13、r14之间的电压信号来驱动控制变压器t的输入侧供电以稳定电压输出。
33.外部同步信号经隔离电路n1隔离，送至脉冲整形电路1，脉冲整形电路根据输入的脉冲信号进行整形，整形后的信号经过n3再次整形。同时，n3:9脉冲信号与n2:9的脉冲信号相与，作为n3:6脉冲信号输出连锁。整形后的脉冲信号经隔离放大驱动芯片处理后，新的驱动信号经过电阻r11连接到igbt开关v3的g极，并作为v3的驱动信号。当v3开通时，+200v通过外部电流互感器耦合电路ta1
…
tan然后通过v3:ce-地回路，进行快速放电，+30v的直流电源维持触发信号电压平顶；当v3关断时，l1穿过tan
…
ta1对+200v进行充电，此时外部电流互感器耦合电路会产生一个跟触发信号电流方向相反的一个小电流信号，达到对外部电流互感器内部铁芯进行去磁的作用。
34.交直流转换电路通过v1全桥整流对交流电进行整流后经igbt放电，通过t1完成交流变压，t1变压器次级不同变比的三个绕组分别经过全桥整流、滤波，将各自的交流电转换为所需的直流电平。并对输出的直流电压取样，采用电源控制器作为交直流转换电路的控制反馈，已达整流电路输出稳压直流电平的作用。
35.如图2、图3是该触发电路的原理图。外部触发控制信号经n1隔离，送至脉冲整形电路1的n2:11。同时+200v电压检测电路输出的电平信号连接到n2:13，跟n2:11电平与门作为n2:9脉冲输出的条件。n2:9输出的的脉冲波形送给n3:5，n3:6输出的脉冲波形一路送给隔离驱动放大器n4，其中电阻r8和电容c2组成单稳态触发器n3的外围电路，以控制单稳态电路n3的6输出脉冲信号宽度，其脉冲信号宽度大小可根据实际工作需要调整电阻r8和电容c2的参数值。n3:6输出的脉冲信号输入n3:11再次整形，n3:9输出联锁信号与n2:9的脉冲信号与门，作为n3:6脉冲信号输出连锁，防止n3:6脚收到干扰，造成电路误触发动作。n3:6连接n4:2、4，经隔离放大的驱动信号通过n4:5、7并联输出并经过限流电阻r11连接到igbt开关v3的g极，作为v3开通的驱动信号。当v3开通时，+200v通过外部电流互感器耦合电路ta1
…
tan然后通过v3:ce-地回路，进行快速放电，这样外部电流互感器讲耦合一个较高电压调整率的脉冲前沿。由于+200v对地之间串联一个容值较小的储能电容，电容上的能量很快被放掉，此时+30v的直流电源将对该电容持续充电，达到维持触发信号电压平顶的作用；当v3关断时，l1触发输出供电穿过tan
…
ta1对+200v进行充电，此时外部电流互感器耦合电路会产生一个跟触发信号电流方向相反的一个电流信号，达到对外部电流互感器内部铁芯进行去磁的作用。
36.交直流转换电路通过v1全桥整流对交流电进行整流并通过igbt放电并通过t1完成交流变压，t1变压器次级不同电压输出的三绕组分别再次经过全桥整流，将各自的交流信号转换为所需的直流电平。通过对直流电压回路中r14的一端，进行电压采样送给电源控制器并输出驱动脉冲，驱动脉冲信号经过隔离驱动放大器放大、隔离处理后igbt开通提供驱动信号，达到控制三路直流输出电压稳定度的目的。取r14(与r13连接的一段)电阻一端电压作为电源控制器的电平输入，当改变r14阻值的大小时，取样电平的电压幅值相应改变，而取样电平的变化则会导致电源控制器输出的igbt的驱动频率跟随规律性的变化，最终使得整流后的直流电平稳定输出。
37.显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种电流互感器耦合驱动信号的触发电路，其特征在于：包括驱动信号生成电路和触发脉冲输出电路，所述触发脉冲输出电路包括限流电阻r11、开关管v3、二极管v4、电阻r12以及多个电流互感器tan，所述驱动信号生成电路输出驱动信号，其经过限流电阻r11连接至开关管v3的g极，开关管v3的c极经电阻r12连接至二极管v4的正极，二极管v4的负极连接高压电源；开关管v3的e极接地；在二极管v4的负极引出接线端子经导线连接至开关管v3的c极，该导线上耦合设置多个电流互感器，每个电流互感器的输出端作为触发信号的输出端输出触发信号。2.如权利要求1所述的一种电流互感器耦合驱动信号的触发电路，其特征在于：驱动信号生成电路包括信号触发隔离电路、第一脉冲整形电路、第二脉冲整形电路、信号放大电路，所述信号触发隔离电路的输入端输入外部同步信号，其输出端与第一脉冲整形电路连接，所述第一脉冲整形电路的输出端经第二脉冲整形电路连接至信号放大电路的输入端，所述信号放大电路输出经隔离放大后的驱动信号至触发脉冲输出电路。3.如权利要求2所述的一种电流互感器耦合驱动信号的触发电路，其特征在于：所述信号触发隔离电路通过光耦将外部同步信号进行隔离后输出至第一脉冲整形电路。4.如权利要求2所述的一种电流互感器耦合驱动信号的触发电路，其特征在于：所述第一脉冲整形电路采用单稳态触发器n2对脉冲信号进行整形，其输出端连接至第二脉冲整形电路。5.如权利要求4所述的一种电流互感器耦合驱动信号的触发电路，其特征在于：所述单稳态触发器n2的与门输入端连接高压电源连锁电路；所述高压电源连锁电路用于根据高压电源的状态输出对应的电平信号至单稳态触发器。6.如权利要求5所述的一种电流互感器耦合驱动信号的触发电路，其特征在于：所述高压电源连锁电路包括高压电源经串联的电阻r6、r7接地；在电阻r6、r7之间引出端子连接至三极管v2的基极，三极管v2的集电极经电阻r5连接至+vcc，其发射极接地；在v2的集电极引出端子连接至三极管v1的基极，v1的发射极接地，v1的集电极经电阻r4连接+vcc，在三极管v1的集电极和电阻r4之间引出端子作为高压电源连锁电路的输出端。7.如权利要求2所述的一种电流互感器耦合驱动信号的触发电路，其特征在于：第二脉冲整形电路包括单稳态触发器n3a和n3b，其中单稳态触发器n3a的输出端分别连接至信号放大电路的输入端和单稳态触发器n3b的输入端，单稳态触发器n3b的输出端连接至单稳态触发器n3a的与门输入端形成连锁。8.如权利要求1或2所述的一种电流互感器耦合驱动信号的触发电路，其特征在于：所述高压电源包括变压器t，所述变压器的次级侧为三绕组：绕组t1、绕组t2、绕组t3，绕组t1经过全桥整流后形成的直流正极经电容l1连接至开关管v3的c极，其负极经电阻r15连接至绕组t2经全桥整流后形成的正极，绕组t2经全桥整流后形成的正极引出高压电源正极，高压电源正极经过电容c4连接至绕组t2经全桥整流后形成的负极，该负极连接至绕组t3经全桥整流形成的30v电源的正极，30v电源的正极经串联的电阻r13、r14后接地，稳压控制器通过采集电阻r13、r14之间的电压信号来驱动控制变压器t的输入侧供电以稳定电压输出。
技术总结
本实用新型公开了一种电流互感器耦合驱动信号的触发电路，包括驱动信号生成电路和触发脉冲输出电路，所述触发脉冲输出电路包括限流电阻R11、开关管V3、二极管V4、电阻R12以及多个电流互感器Tan，所述驱动信号生成电路输出驱动信号，其经过限流电阻R11连接至开关管V3的G极，开关管V3的C极经电阻R12连接至二极管V4的正极，二极管V4的负极连接高压电源；开关管V3的E极接地；在二极管V4的负极引出接线端子经导线连接至开关管V3的C极，该导线上耦合设置多个电流互感器，每个电流互感器的输出端作为触发信号的输出端输出触发信号。本实用新型结构简单、性能稳定，可以输出多路支流脉冲触发信号。触发信号。触发信号。
