觸發(fā)管在高壓開關電源保護電路中的應用

在閉環(huán)條件下，若增益發(fā)生變化，驅動控制電路會在下一個開關周期開始對電路的占空比或頻率進行調整，這種調整過程可能持續(xù)好幾個開關周期。開關電源的穩(wěn)壓控制示意圖如圖3b所示。

圖3a中，工作點A的電壓增益為M1，對應的負載條件為Q1。如果負載條件由Q1變?yōu)镼2(負載電流減小)，在開環(huán)狀態(tài)下，工作點將從A點跳變到B點，電壓增益將明顯增加。但通過開關電源的反饋控制，f增加，使電路工作在C點，則增益仍保持M1不變。因此正常條件下，即使負載發(fā)生變化，也不會出現(xiàn)過壓問題。

但反饋電路的調整功能需要一定時間。調整速度首先與開關電源的工作頻率有關，調整過程至少需要一個甚至多個完整的工作周期。另外信號從取樣到調整完成，中間有一定的延時。設調整時間TA=nTs+TD，Ts為開關信號的周期，TD為取樣到反饋的延時，n為調整所需開關周期數。

設從故障出現(xiàn)開始，電壓上升到安全門限的時間為TK。若TATK，電路故障能自動排除，不會出現(xiàn)危險。否則，若TA>TK，輸出端將會出現(xiàn)過壓，使負載和電源產生危險。

如圖4a所示，假設電路從A點開始出現(xiàn)故障，電壓開始上升，沿A→B→C→D的路徑發(fā)展。如果電路為開環(huán)狀態(tài)，經TK后將到達安全門限(圖中C點)，使電路發(fā)生危險。如果電路為閉環(huán)狀態(tài)，反饋控制電路經過TA時間后，開始將電壓減小，并最終達到正常值。只要TATK，電路就不會出現(xiàn)危險。

但有些負載，如行波管，負載變化速度非?？欤灾劣赥KTA，在反饋電路起作用前，電壓已經達到安全門限，并發(fā)生危險，如圖4b所示。

在此情況下，觸發(fā)管將很好地解決這個問題。觸發(fā)管擊穿速度非?？?，一般在納秒級。故障發(fā)生后，觸發(fā)管在遠小于TK的時間內發(fā)生擊穿，使輸出電壓保持一個較低的電壓值，并保持到TA以后，如圖4b中A→E路徑。TA以后，開關電源的穩(wěn)壓控制功能開始起作用，將電壓下降到正常值，觸發(fā)管任務完成。選擇觸發(fā)管時，應保證至少在TA時間內，觸發(fā)管可一直吸收電源能量而不會損壞。

5 觸發(fā)管保護功能的實驗驗證

實驗電路原理如圖5所示。實際行波管故障的發(fā)生具有不確定性，不便于實驗，在此用觸發(fā)管G2模擬行波管負載。該電路工作原理為：脈沖發(fā)生器產生一個觸發(fā)脈沖加到G2觸發(fā)極觸發(fā)G2導通，G2導通一次相當于發(fā)生了一次行波管高壓擊穿，G2導通后，C2通過G2，R3，R4形成放電回路，在R3上產生一個高壓脈沖觸發(fā)G1導通，G1導通后可迅速泄放C1上能量，保護行波管和電源不受損壞。