抗高压脉冲高稳定度灯丝电源

作者：时间：2012-03-28来源：网络收藏

摘要：着重讨论如何解决当桌大功率装置的大电流开关动作时，灯丝电源装置抗30 kV的高压反馈脉冲的冲击问题，通过抗高压和强电流冲击的设计，以低压电源为大电流开关的灯丝提供高稳定度的电源输出；以高压隔离变压器来隔离高压触发反馈脉冲通过电源对周围仪器的影响；用扼流圈来阻遏反馈高压峰电流的流入，有效地减少了大功率装置放电后的瞬时强电流对灯丝加热电源的损害；在高压强流环境中，为大电流开关灯丝的加热提供了可靠的抗高压强流的直流加热电源。
关键词：高压隔离变压器；低压开关电源；高压脉冲扼流圈；抗干扰

0 引言
灯丝加热电源是为某大功率装置大电流开关的灯丝提供加热的直流稳压电源。该大电流开关在触发动作时，会输出一个幅度近30 kV，脉宽约为10 μs的高压触发脉冲，这个高压触发脉冲会返回到灯丝加热电源装置。若不采取措施，不仅会导致灯丝加热电源装置的损坏，而且所形成的短路通路有可能致使大电流开关的管子受损；同时大电流开关在触发的瞬间，由于大电容对地放电，致使地电流迅速增大，地电位也随之迅速提高，这些突变，会通过220 V交流电来影响周围其他的仪器设备，导致这些设备的损坏。
为了确保灯丝加热电源能够正常的工作，灯丝加热电源本身必须具有抗高压、强电流冲击等功能。这就要求灯丝加热电源，不仅要为大功率装置大电流开关的灯丝加热提供4路高稳定度的电源输出，还必须具有抗大电流开关的反馈脉冲高压及强电流的冲击，并隔离与市电(220 V)的相互干扰等特性。

1 灯丝电源装置的设计思想
抗高压高精度灯丝电源应具有以下特点：
(1)因为灯丝电压的高低直接影响到大电流开关的触发质量，如：灯丝电压太低，阴极发射能力不足，增益会降低；灯丝电压太高，阴极活性物过分蒸发，会导致大电流开关寿命缩短。因此要求灯丝电源必须提供高稳定度的电压输出。
(2)大电流开关的灯丝具有冷态电阻小，热态电阻大的特点，灯丝电源在开机的瞬间易受浪涌电流(十几安培)的冲击，会影响其寿命。因此灯丝电源要具有抗大电流冲击的能力。
(3)大电流开关触发后，会反馈回一个幅度近30 kV脉冲电压和100 kA脉冲电流的高压脉冲，会直接损坏电源本身及影响周围其他仪器。因此灯丝电源还要具有抗高压反馈脉冲冲击的能力。
为满足以上要求，抗高压高精度灯丝电源采用图1的方法加以研究。