晶闸管强触发电路设计_郭帆第32卷第6期核电子学与探测技术Vol．32No．62022年6月NuclearElectronics＆DetectionTechnologyJune．2022晶闸管强触发电路设计郭帆1，2，王海洋2，何小平2，周竞之2（1．西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，西安710149；2．西北核技术研究所，西安710124）摘要：为了研究晶闸管在强触发下的导通特性，利用功率MOSFET的快开通特性和通流能力，设计了光纤控制晶闸管强触发电路。该电路中晶闸管门极触发电流峰值范围为0．3539．6A，前沿范围为35540ns，电流上升率范围为3．483．3A/μs。实验结果表明，该电路参数调节范围宽，触发电流抖动小（小于4ns），具有较高的稳定性和可靠性。关键词：晶闸管；门极触发电流；强触发方式；功率MOSFET中图分类号：TN344文献标志码：A文章编号：0258-0934（2022）06-06101-03收稿日期：2022－11－07作者简介：郭帆（11015－），男，湖北天门人，硕士研究生，主要从事脉冲功率技术方面的研究。功率半导体开关有着寿命长、重复频率高、误触发概率小和模块化等特点和优势［1－2］，在脉冲功率系统的紧凑化和重频化方向中具有很好的前景。脉冲功率应用的特点与电力系统、工业生产等场合的不同，开关器件的瞬时功率通常很高，要求开关耐压高，通流大，延迟时间短，开通速度快，导通电阻小，损耗低，具有良好的导通特性。同时满足所有要求是很困难的，在实际应用中首先满足耐压和通流条件然后再择优选择开关器件。典型半导体开关晶闸管阻断电压高、通流能力强、易于串并联，在大功率脉冲装置中应用广泛［3－5］。晶闸管的开通是由门极施加脉冲电流触发实现的，通常在电力和工业应用中，门极触发电流在几十到几百毫安之间，可以满足常规导通的要求。但是脉冲功率系统中，在电路电流上升率di/dt很高时，百毫安量级的触发电流已经不能获得开关良好的导通特性了，甚至会由于开通区的局部过热导致晶闸管的烧毁；在开关串并联应用的情况下，其门极同步触发的稳定性和可靠性不高，也会影响到组件整体的性能。因此，设计晶闸管强触发电路，研究强触发方式下的导通特性，对于提高晶闸管在脉冲功率技术应用中的性能具有重要意义。相关文献表明，增大初始开通面积能够有效解决晶闸管的导通不充分问题，即门极触发电流幅值和触发电流上升率是调节触发电流的两个因素［6－9］。本文利用光纤隔离电路和功率MOSFET，设计了晶闸管强触发电路，印刷电路板结构紧凑，触发条件易于调节，触发信号的稳定性和可靠性高。1强触发电路设计强触发电路由控制信号产生电路、光纤隔离电路和强触发形成电路3个部分组成，总体框图如图1所示。控制信号产生电路能够满足外部同步触发和单次手动触发的要求，由钥匙开关控制触发方式。光纤隔离电路通过电光转换后利用光纤来传输信号，解决晶闸管电路与控制信号电路之间共地干扰影响，达到隔离高压和提高触发系统的抗干扰能力的目的。强触发形成电路中采用专用驱动电路，实现对MOS-FET的高效快速触发，获得所要求的触发电流。896第32卷第6期核电子学与探测技术Vol．32No．62022年6月NuclearElectronics＆DetectionTechnologyJune．2022晶闸管强触发电路设计郭帆1，2，王海洋2，何小平2，周竞之2（1．西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，西安710149；2．西北核技术研究所，西安710124）摘要：为了研究晶闸管在强触发下的导通特性，利用功率MOSFET的快开通特性和通流能力，设计了光纤控制晶闸管强触发电路。该电路中晶闸管门极触发电流峰值范围为0．3539．6A，前沿范围为35540ns，电流上升率范围为3．483．3A/μs。实验结果表明，该电路参数调节范围宽，触发电流抖动小（小于4ns），具有较高的稳定性和可靠性。关键词：晶闸管；门极触发电流；强触发方式；功率MOSFET中图分类号：TN344文献标志码：A文章编号：0258-0934（2022）06-06101-03收稿日期：2022－11－07作者简介：郭帆（11015－），男，湖北天门人，硕士研究生，主要从事脉冲功率技术方面的研究。功率半导体开关有着寿命长、重复频率高、误触发概率小和模块化等特点和优势［1－2］，在脉冲功率系统的紧凑化和重频化方向中具有很好的前...