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高功率脉冲电源控制电路初始的设计

作者: 脉冲电源厂家 时间:2018-01-13 来源:脉冲电源的设计
摘要:论述了电容型高功率脉冲电源中控制电路的基本功能。指出控制电路设计选用固态继电器主要原因是其具有优良的抗震动性能。采用经验法设计了控制电路,并通过试用改进了控制电路...

论述了电容型高功率脉冲电源中控制电路的基本功能。指出控制电路设计选用固态继电器主要原因是其具有优良的抗震动性能。采用经验法设计了控制电路,并通过试用改进了控制电路。设计的控制电路满足了电热化学炮与高功率脉冲电源实用化一体集成需要。
  
1、引 言
  
高功率脉冲电源(PPS)是为脉冲功率装置负载提供电磁能量的装置。由多个脉冲电容器组为储能单元并联组成的PPS,具有储能简单,造价低、波形灵活可调,所需充电功率小,抗干扰能力强,方便运输等突出优点,在电热化学炮(ETcG)研究领域得到了广泛应用。
  
实验研究用的PPS通常由充电子系统、脉冲成形子系统、汇流排及大功率传输线、控制与测试子系统、屏蔽与接地子系统等几部分组成。

为了避开ETCG发射时剧烈的机械震动和强烈的电磁干扰,实验研究时PPS的控制子系统的电路通常采用远方方式设计和使用。随着ETCG朝实用化方向发展,需要ETCG与PPS诸系统集成一体,从而要求控制电路必须具有优良的抗机械震动性能,并能在强电磁干扰环境中使用。
  
2、控制电路功能
  
PPS工作时,由控制电路对系统各阶段状态进行监测,并根据监测情况发指令进行系统状态跳转。
  
控制电路主要功能是实现PPS的充、放电电控制。
  
通常,充电子系统内部配有过电流、过电压和过热等故障保护或异常告警装置。但这些装置的保护范围一般仅限于充电子系统内部,PPS放电时浪涌电压等外部因素仍可能造成充电设备损坏。

因此,在储能单元和充电子系统间还需配置一些隔离和保护电路。我们给出了用于ETCG研究的PPS所配置的充电隔离及保护电路。充电隔离开关(Kc)和地绝缘隔离开关(Kg)在充电结束后打开

用以防止PPS放电时由负载等因素产生的浪涌高电压通过充电子系统对地放电,可以避免因此所造成的充电设备绝缘损坏;充电输出终端并联了一小容量电容器(Cp)及其安全释能电路(开关Kp、电阻Rp),目的在于防止空载误充电,以避免在此情况下充电电路末端电压急剧升高损坏充电设备。

脉冲电容器储能后,由控制电路发送命令进行触发放电(ETcG发射)。ETCG发射精度和一致性与PPS储能量密切相关,电容器储能大小与其充电电压的量值平方成正比,因此控制电路必须能精确控制充电电压量值,这可以通过与被充电容器组并联"分压器一电压继电器组"来实现
 
工作中有可能因安全因素或异常情况需要取消ETCG发射,这种情况下电容器可能已经储存了大量电能。此外,ETCG发射后电容器一般仍存储着一些剩余电能。因此,我们要知道,PPS安装了储能安全释放电路,Kd是安全释能开关,其状态受控于控制电路,Rd为安全释能电阻。

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