[其他]脈沖發生器中晶閘管的保護性觸發

在審

• 申請號: 101986000004894
• 申請日: 1986-08-06
• 公開（公告）號: CN1005315B
• 公開（公告）日: 1989-10-04
• 發明（設計）人: 克勞斯·埃比·塔寧格
• 申請（專利權）人: 斯米德思公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳景峻

對控制由脈沖操作的靜電吸塵器的脈沖發生器電路中的晶閘管開關元件進行保護的保護性觸發系統，其中在每個脈沖的脈沖電流過零前后的區域中產生保護性觸發，其目的是作為跳火啟動再觸發系統的補充，以便確保在電流過零后立即發生的跳火不致使晶閘管在沒有觸發信號的情況下重新流過電流。

本發明系涉及對由脈沖操作的靜電吸塵器的晶閘管進行保護的一種方法與一種裝置（電路）。

在由脈沖操作的靜電吸塵器中，電壓脈沖是由觸發開關元件產生的，該元件通常是一個晶閘管或者是由相互串聯和/或并聯的晶閘管所組成的一個電路。當脈沖達到其峰值后，晶閘管中的電流就中斷，因為在脈沖下降期間電流流徑與晶閘管并聯的回流二極管，當晶閘管中的電流中斷了一段時間-即恢復時間-后，它們變成正向關斷狀態，直到再次被觸發而發出一個新脈沖為止。

如果在晶閘管中的電流已經中斷以后，但是在恢復時間經過以前，在靜電吸塵器中發生跳火的話，晶閘管將變為正偏，電流將流過只是部分地導通的晶閘管，亦即電流集中在晶閘管半導體芯片上分離的、仍然是部分導通的區域中，最終導致這些芯片過載并可能受到損傷或毀壞。

EP66950（“脈沖發生器的晶閘管保護”）以及歐洲專利申請NO.84307466.7（“快速動作跳火檢測器”）描述了一些當檢測到靜電吸塵器電路中的跳火時用來再次觸發脈沖發生器的晶閘管的方法。這種再觸發意味著，如果在電流從回流二極管轉移到晶閘管的瞬間就已及時形成了再觸發信號的話，晶閘管就能重新接受電流而無過載危險。

在自電流已經從晶閘管轉移到回流二極管的瞬時開始的一個幾毫秒的窄的時間間隔內，由于再觸發系統中存在不可避免的反應時間，要在因吸塵器的跳火而使電流轉移回到晶閘管的瞬間及時形成再觸發信號的條件是難以完成的。

在靜電吸塵器中同時使用一個低電壓脈沖幅度和一個直流高電壓的極端運行場合中，便尤其是這種情況。在這些條件下，從產生跳火開始到電流將要流經晶閘管的時間是零點幾毫秒。

因為檢測跳火和產生再觸發信號所需的時間一般為1或2毫秒，因而再觸發信號就太遲了。

本發明的目的是提供一個電路，其特征是：通過檢測脈沖電路中的電流，能夠確定在電流從晶閘管轉移到回流二極管之前的某個瞬時，并根據這個瞬時產生一個保護性觸發信號，在每個脈沖期間、在某個時間段中將該信號加給晶閘管，而在這個時間段中通常的再觸發信號就可能發出太遲了，由此保證該保護性觸發信號覆蓋整個臨界區域。

在這個時間間隔中發生的每一次跳火所產生的結果是晶閘管毫無問題地接受電流，因為已經建立了保護性觸發信號。如果在保護性觸發結束后的某個時刻發生跳火，回流二極管中的電流則已達到這樣大的值，而使從跳火到電流要從回流二極管轉移到晶閘管的時間足夠長以形成正常的再觸發信號。

如果在脈沖周期中沒有發生跳火，保護性觸發信號不會產生有害的作用，只要脈沖持續時間已經選擇的使從保持性觸發信號結束瞬時開始到脈沖結束為止的時間長于晶閘管的恢復時間即可。

下面對照附圖對本發明作更詳細的說明，其中圖1以框圖的形式表示了根據本發明的一個保護性觸發系統，圖2是在一個正常脈沖期間在框圖中的信號變化過程，而圖3是跳火期間框圖中的信號變化過程。

圖1中，高頻電流互感器2的初級繞組1是接入到一個沒有被表示出來的脈沖發生器的脈沖電路中的，因此晶閘管電流與回流二極管的電流都是從中流過的。因此，以電阻4作為負載的次級繞組3上就產生一個電壓，該電壓是與脈沖電路中流過的電流成比例的。根據與某個固定基準值的關系計算而確定的該電壓信號用a表示。因此信號a的極性是這樣的：與晶閘管電流相應的是正值，與回流二極管電流相應的是負值。

電壓信號a輸入給峰值檢測器5，其輸出信號b恒等于信號a的最高的正值。在每個新脈沖之前必須確保峰值檢測器的信號b已被復位為零。通過使峰值檢測器的記憶元件放電非常容易實現這一點，這個元件通常是由一個電容組成的，具有適當的時間常數。

信號b輸給一個分壓器6，它使信號c是信號b的一個適當的部分。信號c通常可以選成信號b的五分之一。信號c輸入到電壓比較器的一個輸入端，而信號a輸入到它的另一輸入端。