本發(fā)明涉及電力電子，更具體地說，它涉及一種具有固態(tài)開關(guān)直通檢測(cè)顯示的儲(chǔ)能電源模塊。
背景技術(shù)：
1、各種輔助加熱系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，為提高加熱系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性，效率及安全性等，對(duì)為其供電的高壓電源性能有著嚴(yán)苛的要求，輔助加熱輸出功率與電壓大小直接相關(guān)；在電子回旋系統(tǒng)中對(duì)陰極高壓電提出了：正常運(yùn)行時(shí)能滿足60kv的輸出電壓，電壓紋波系數(shù)小于1%，電壓上升時(shí)間在10μs~1000μs之間。通常陰極高壓電源采用psm電源，psm電源是一種級(jí)聯(lián)多電平變化器，有多個(gè)低壓直流斬波開關(guān)電源（switch?power?supply-sps）模塊輸出端串聯(lián)以獲取高壓，其中每個(gè)模塊可單獨(dú)控制，因此控制方式也較為靈活；較為常見的控制方式是對(duì)其中部分模塊采用脈沖寬度調(diào)制（pwmpulse?width?modulation?）其余模塊采用階梯調(diào)制技術(shù)。
2、在電子回旋系統(tǒng)中為保證回旋管的調(diào)試便捷性，需要設(shè)計(jì)一套儲(chǔ)能式psm高壓電源。原有的儲(chǔ)能式psm高壓電源由于單模塊的電容量較小，不能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定電壓輸出；因此，需在原有儲(chǔ)能式電源模塊中增加電容的容量，以提升陰極高壓電源的額定參數(shù)輸出時(shí)間，在增加了電容電量之后，電容的儲(chǔ)存能量也成比例增加，但使設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能電源模塊的安全性更加嚴(yán)重，包括電容出現(xiàn)內(nèi)部擊穿導(dǎo)致的能量釋放，以及控制儲(chǔ)能電源模塊的固態(tài)開關(guān)出現(xiàn)直通后負(fù)載短路會(huì)將能量全部灌入回旋管中導(dǎo)致負(fù)載出現(xiàn)故障；另外，固態(tài)開關(guān)直通當(dāng)掛接地桿后，也會(huì)導(dǎo)致負(fù)載能量通過接地桿形成短路釋放，損壞高壓電源中的設(shè)備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種具有固態(tài)開關(guān)直通檢測(cè)顯示的儲(chǔ)能電源模塊，能夠?qū)虘B(tài)開關(guān)的直通現(xiàn)象進(jìn)行顯示，從而保證實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)故障，并及時(shí)處理，避免造成設(shè)備和人員的傷害。
2、本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：
3、本技術(shù)提供了一種具有固態(tài)開關(guān)直通檢測(cè)顯示的儲(chǔ)能電源模塊，包括大容量電容和固態(tài)開關(guān)，大容量電容連接有放電回路，且固態(tài)開關(guān)連接放電回路；還包括直通檢測(cè)電路，直通檢測(cè)電路的輸出端連接固態(tài)開關(guān)，直通檢測(cè)電路的輸入端連接放電回路的輸出端，其中：
4、直通檢測(cè)電路包括觸發(fā)控制電路、電壓檢測(cè)電路、邏輯電路和直通顯示電路；
5、觸發(fā)控制電路，用于輸出控制固態(tài)開關(guān)的開通和關(guān)閉的電信號(hào)，電信號(hào)包括第一高電平信號(hào)和第一低電平信號(hào)；
6、電壓檢測(cè)電路，用于檢測(cè)放電回路的輸出電壓，并根據(jù)輸出電壓生成反饋信號(hào)，反饋信號(hào)包括第二高電平信號(hào)和第二低電平信號(hào)；
7、邏輯電路的第一輸入端和第二輸入端分別連接觸發(fā)控制電路和電路檢測(cè)電路，邏輯電路的輸出端連接直通顯示電路，并根據(jù)接收的電信號(hào)和反饋信號(hào)生成直通判斷信號(hào)，直通判斷信號(hào)包括第三高電平信號(hào)和第三低電平信號(hào)；
8、直通顯示電路，用于根據(jù)接收的直通判斷信號(hào)觸發(fā)直通判斷動(dòng)作，直通判斷動(dòng)作包括開關(guān)直通動(dòng)作和無(wú)直通故障動(dòng)作。
9、本發(fā)明的有益效果是：本方案中，大容量電容為電子回旋系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)提供所需的能量，并降低輸出直流電壓的紋波，同時(shí)通過固態(tài)開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的控制，再通過電壓檢測(cè)電路測(cè)試輸出電壓，以及觸發(fā)控制電路觸發(fā)信號(hào)和邏輯電路的邏輯處理，最后通過直通顯示電路實(shí)現(xiàn)對(duì)固態(tài)開關(guān)直通的檢測(cè)顯示，從而保證實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)故障，并及時(shí)處理，避免大容量電容出現(xiàn)內(nèi)部擊穿導(dǎo)致的能量釋放，以及控制大容量電容的固態(tài)開關(guān)出現(xiàn)直通后負(fù)載短路而導(dǎo)致將能量全部灌入回旋管中導(dǎo)致負(fù)載出現(xiàn)故障，同時(shí)避免了固態(tài)開關(guān)直通當(dāng)掛接地桿導(dǎo)致負(fù)載能量通過接地桿形成短路釋放而損壞高壓電源中的設(shè)備，達(dá)到了避免造成設(shè)備和人員傷害的目的。
10、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
11、進(jìn)一步，上述當(dāng)電信號(hào)為第一高電平信號(hào)，且反饋信號(hào)為第二高電平信號(hào)時(shí)，邏輯電路輸出的直通判斷信號(hào)為第三高電平信號(hào)。
12、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：邏輯電路是當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)均為高電平時(shí)，輸出為高電平，輸入為其它時(shí)輸出均為低電平的電路。
13、進(jìn)一步，上述當(dāng)直通判斷信號(hào)為第三高電平信號(hào)時(shí)，直通顯示電路觸發(fā)的直通判斷動(dòng)作為開關(guān)直通故障。
14、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：當(dāng)邏輯電路輸出為高電平信號(hào)時(shí)，則表明固態(tài)開關(guān)出現(xiàn)了直通故障。
15、進(jìn)一步，上述大容量電容還連接有充電回路，充電回路包括軟啟動(dòng)電路和整流橋，其中：
16、軟啟動(dòng)電路的輸入端連接有交流電源，軟啟動(dòng)電路的輸出端連接整流橋的交流一側(cè)，整流橋的交流另一側(cè)連接交流電源，且整流橋的直流側(cè)分別連接電容量電容的兩端。
17、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：采用軟啟動(dòng)電路，在初始給電容充電過程中，通過限制充電電流，保證設(shè)備的充電功率和對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
18、進(jìn)一步，上述放電回路包括電壓測(cè)量電阻和續(xù)流二極管，其中：
19、電壓測(cè)量電阻與續(xù)流二極管并聯(lián)，大容量電容的正極連接電壓測(cè)量電阻與續(xù)流二極管并聯(lián)后的一端，大容量電容的負(fù)極連接固態(tài)開關(guān)的一端，固態(tài)開關(guān)的另一端連接電壓測(cè)量電阻與續(xù)流二極管并聯(lián)后的另一端。
20、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：電壓測(cè)量電阻的兩端即為大容量電容的輸出電壓，當(dāng)固態(tài)開關(guān)在沒有接受到觸發(fā)信號(hào)時(shí)，如果檢查輸出具有電壓值，則表示固態(tài)開關(guān)在使用過程中出現(xiàn)了直通故障，因此將該信號(hào)發(fā)送到系統(tǒng)面板上，提醒試驗(yàn)人員。
21、進(jìn)一步，上述放電回路還包括保護(hù)電阻，保護(hù)電阻接入大容量電容的正極與電壓測(cè)量電阻和續(xù)流二極管并聯(lián)后的一端之間。
22、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：保護(hù)電阻是當(dāng)大容量電容的內(nèi)部短路引起短路時(shí)，可以減少電容直接短路引起的巨大聲響和過大的電流。
23、進(jìn)一步，上述放電回路還包括限流電阻，限流電阻的一端連接大容量電容的負(fù)極，限流電阻的另一端與容納大容量電容的機(jī)殼連接。
24、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：對(duì)于限流電阻，是容納大容量電容的機(jī)箱的電位通過大功率限流電阻與大容量電容的負(fù)極相連，以提供高壓電場(chǎng)屏蔽接地，并防止對(duì)其他模塊的電磁干擾；并且由于所有電源模塊正常工作時(shí)，限流電阻是沒有電流流過，儲(chǔ)能電源模塊的金屬殼和電源的負(fù)端沒有電位差，而出現(xiàn)絕緣性能下降導(dǎo)致相應(yīng)的擊穿之后，使得電源模塊的負(fù)端與金屬殼存在電位差之后，該限流電阻可以使得相互之間具有電阻釋能，降低相互之間的電流，保護(hù)電源模塊設(shè)備。
25、進(jìn)一步，上述觸發(fā)控制電路包括觸發(fā)電路、npn三極管、觸發(fā)續(xù)流電阻和電平電路，其中：
26、npn三極管的集電極分別連接觸發(fā)電路和邏輯電路的第一輸入端，且觸發(fā)電路連接固態(tài)開關(guān)；npn三極管的發(fā)射極和基極相連并接地，npn三極管的基極還連接觸發(fā)續(xù)流電阻的一端，觸發(fā)續(xù)流電阻的另一端連接電平電路的輸出端。
27、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：直通顯示電路當(dāng)觸發(fā)為高電平時(shí)，npn三極管將會(huì)導(dǎo)通，并且三極管的集電極為低電平，因此，不論輸出是否存在電壓，通過邏輯電路后均輸出低電平，這時(shí)直通顯示電路不顯示固態(tài)開關(guān)igbt的直通故障，保證了在具有觸發(fā)信號(hào)的輸出電壓被誤動(dòng)作故障封鎖，觸發(fā)續(xù)流電阻的目的是降低向npn三極管的基極輸入電流，防止燒毀三極管。
28、進(jìn)一步，上述電平電路包括相互連接的光纖觸發(fā)電路和電平轉(zhuǎn)換電路，電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接觸發(fā)續(xù)流電阻。
29、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：光纖觸發(fā)電路是通過將發(fā)送的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為ttl電平信號(hào)，電平轉(zhuǎn)換電路是通過將ttl電平轉(zhuǎn)換為cmos電平信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)固體開關(guān)igbt的觸發(fā)電平。
30、進(jìn)一步，上述觸發(fā)控制電路還包括下拉電阻，下拉電阻的兩端接入npn三極管的發(fā)射極和基極之間。
31、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：下拉電阻是保證npn三極管可靠的截止，提高npn三極管工作的可靠性。
32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下的有益效果：
33、本技術(shù)中，大容量電容為電子回旋系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)提供所需的能量，并降低輸出直流電壓的紋波，同時(shí)通過固態(tài)開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的控制，再通過電壓檢測(cè)電路測(cè)試輸出電壓，以及觸發(fā)控制電路觸發(fā)信號(hào)和邏輯電路的邏輯處理，最后通過直通顯示電路實(shí)現(xiàn)對(duì)固態(tài)開關(guān)直通的檢測(cè)顯示，從而保證實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)故障，并及時(shí)處理，避免大容量電容出現(xiàn)內(nèi)部擊穿導(dǎo)致的能量釋放，以及控制大容量電容的固態(tài)開關(guān)出現(xiàn)直通后負(fù)載短路而導(dǎo)致將能量全部灌入回旋管中導(dǎo)致負(fù)載出現(xiàn)故障，同時(shí)避免了固態(tài)開關(guān)直通當(dāng)掛接地桿導(dǎo)致負(fù)載能量通過接地桿形成短路釋放而損壞高壓電源中的設(shè)備，達(dá)到了避免造成設(shè)備和人員傷害的目的。
34、本技術(shù)中，連接的軟啟動(dòng)電路，在初始給電容充電過程中，通過限制充電電流，保證設(shè)備的充電功率和對(duì)電網(wǎng)的沖擊；連接的電壓測(cè)量電阻的兩端即為大容量電容的輸出電壓，當(dāng)固態(tài)開關(guān)在沒有接受到觸發(fā)信號(hào)時(shí)，如果檢查輸出具有電壓值，則表示固態(tài)開關(guān)在使用過程中出現(xiàn)了直通故障，因此將該信號(hào)發(fā)送到系統(tǒng)面板上，提醒試驗(yàn)人員；設(shè)置的保護(hù)電阻是當(dāng)大容量電容的內(nèi)部短路引起短路時(shí)，可以減少電容直接短路引起的巨大聲響和過大的電流；設(shè)置的限流電阻，是容納大容量電容的機(jī)箱的電位通過大功率限流電阻與大容量電容的負(fù)極相連，以提供高壓電場(chǎng)屏蔽接地，并防止對(duì)其他模塊的電磁干擾；并且由于所有電源模塊正常工作時(shí)，限流電阻是沒有電流流過，儲(chǔ)能電源模塊的金屬殼和電源的負(fù)端沒有電位差，而出現(xiàn)絕緣性能下降導(dǎo)致相應(yīng)的擊穿之后，使得電源模塊的負(fù)端與金屬殼存在電位差之后，該限流電阻可以使得相互之間具有電阻釋能，降低相互之間的電流，保護(hù)電源模塊設(shè)備；設(shè)置的下拉電阻是保證npn三極管可靠的截止，提高npn三極管工作的可靠性。