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| 真空触发开关的触发系统设计与实现
摘 要
开关器件是脉冲功率系统的核心元器件之一，真空触发开关因其工作电压范围宽、承载电流大等优点，在脉冲功率系统中有广阔的应用前景。真空触发开关对触发脉冲的要求严苛，然而现有的触发系统普遍存在的触发电压陡度不高、触发可靠低等问题，是制约真空触发开关大规模应用的难点之一。因此，本文以真空触发开关的触发系统为主要研究对象，对现有的触发系统进行了优化和改进。
本文首先对真空触发开关进行了理论分析，阐述了真空触发开关的基本结构、工作过程和触发参数。为了使读者对真空触发开关的触发过程有更加深入的了解，本文着重介绍了真空触发开关工作过程的触发阶段和主间隙导通阶段两个主要工作阶段，以及介绍了触发时延的概念。
然后，本文对真空触发开关的触发系统进行了改进设计，在改进后的触发系统中，主储能电容通过倍压整流电路从工频交流电充电，充电完成后，晶闸管控制开关闭合，电路通过脉冲变压器提供高压脉冲信号触发真空触发开关。本文并对触发系统中的主要部分进行了设计和器件选型，其中主要包括倍压整流电路的结构选择和设计，脉冲变压器的设计，控制电路的设计，以及根据触发参数对晶闸管、储能电容等进行选型。电路采用光耦隔离技术实现高压侧和低压侧的完全隔离，保证了使用人员的安全性，提高了触发电路的抗干扰能力。
为了验证本文设计的真空触发开关的触发系统的可行性，制作出触发系统的实物装置，并建立了实验回路对触发系统进行了实验。实验结果表明，本触发系统输出脉冲电压不低于6kV，脉冲前沿时间低于1us，触发电压陡度高的同时满足触发要求，这证明了所提出设计方案的可行性。
关键词：真空触发开关；触发系统；倍压整流电路；脉冲变压器；光耦隔离
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