高压大电流光控固体电子放电开关设计

介绍了光控晶闸管放电开关的结构和工作原理，分析了电子开关的设计要求，采用RbCb阻容吸收电路来吸收瞬态过电压，且给每只串联的器件并联一只均压电阻，稳态均压效果较
好。理论分析和实测结果验证了该方案的有效性和实用性。
高压大电流光控固体电子放电开关设计
介绍了一种光控晶闸管放电开关，作为 0．75 MJ 电容型电源模块的主放电开关，它由6只国
产大功率光控晶闸管串联组成，配有均压保护电路和触发单元，最高阻断电压为 45 kV，最
大放电电流为55．3 kA 。该放电开关已成功应用于生产，各项技术指标均达到设计要求。



1 引言
在大功率大电流脉冲电源系统中，常用闭合开关有交流接触器、带预设电阻的专用接触
器和晶闸管电子开关等。其中晶闸管电子开关充分利用了晶闸管特性，可使电 流从零快速
上升到额定工作电流。断开时，晶闸管上的电流过零切除，可实现电容器投入无涌流、切除
无过压、投切无电弧的快速动态补偿功能，能较好地解决电容 器放电时产生的暂态冲击问
题。这里介绍了一种晶闸管放电开关，用作 0．75 MJ 电容型电源模块的主放电开关，其最
高阻断电压45 kV ，最大放电电流55．3 kA 。


2 晶闸管放电开关的设计
图1为0．75 MJ 电容型电源模块简化等效电路。放电开关由6只国产大功率光控晶闸管串
联组成，光控晶闸管采用光触发，保证了主电路与控制电路绝缘，故可避免电磁干扰， 配
有均压保护电路和触发单元，组成一个独立完整的固体开关，用一个小功率电信号 (15 V／0．
1 A)即可触发导通。因此广泛应用于高压大功率脉冲电路的控制。




图1 简化等效电路



2．1 电子开关的技术指标
规格25 kV ／55 kA ；额定工作电压25 kV ；最大直流阻断电压为45 kV ；最大放电电流大
于55 kA(10 ms)；I2t 积分值大于15．7×106 A2s，具有静、动态均压及内部 BOD 保护电路；
触发控制信号(15±2)V／ 100 mA ，脉宽(20±2)