基于多个晶闸管串联的高压固体开关技术研究

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随着半导体技术的发展,在脉冲功率及可变电源等应用中,使用固体开关代替电真空器件与传统的电磁式继电器已成为可能和趋势,并应用于更广泛的领域。可用作固体开关的电子器件有MOSFET、IGBT和晶闸管。前两者适用于高频场合,晶闸管适用于低频场合。单个器件耐压非常有限,为了得到高耐压的固体开关,就需要将多个器件进行串联使用以提高耐压。文章由铁电陶瓷电滞回线测量的实际需要引出,利用高压脉冲隔离变压器隔离触发,采用28个价廉的普通晶闸管进行串联,得到了20KV高耐压的固体开关。 使用多个晶闸管进行串联涉及到的主要技术有:晶闸管的触发电路设计、高压脉冲隔离变压器的设计、初始控制信号的产生、晶闸管的电压均衡与过压保护技术。 论文就上面几个主要方面,对实验电路进行了设计,选择了器件并进行了串联开关的单次导通实验。实验结果表明:选择参数比较一致的晶闸管,可以将多个普通晶闸管进行串联以得到高耐压的固体开关,为制造价廉的高压固体开关提供了设计思路。 本文的实验电路的控制信号由信号发生器提供。文章提供了一个思路:用PC或者可编程器件取代信号发生器提供控制信号,可以实现高压固体开关的程控功能。
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