專利名稱：一種陣列速調(diào)管熱效應過流保護方法
技術領域：
本發(fā)明涉及速調(diào)管過流保護系統(tǒng)，尤其涉及ー種陣列速調(diào)管熱效應過流保護方法。
背景技術：
以多只速調(diào)管為核心組成的兆瓦級連續(xù)波微波系統(tǒng)中，速調(diào)管是最昂貴最脆弱的器件，對它們的保護是整個系統(tǒng)保護的重中之重。一般來說，多采用互感器方法檢測速調(diào)管管體和主回路電流，結合快速保護電路來保護速調(diào)管。但這種方法不能檢測變化緩慢的電流信號，如果管體電流緩慢增加超過速調(diào)管的安全范圍，速調(diào)管將可能損壞，造成嚴重損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適宜檢測緩慢變化的速調(diào)管電流和速調(diào)管保護的系統(tǒng)，以解決速調(diào)管面臨的安全問題。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為
一種陣列速調(diào)管熱效應過流保護方法，包括有具有多只速調(diào)管的速調(diào)管陣列，其特征在于，包括以下步驟
(I)分別根據(jù)速調(diào)管管體電流、陰極電流和收集極電流特點，選擇分流器；
(2)每只速調(diào)管的陰極與高壓電源的負極之間串接有ー個限流電阻，每只速調(diào)管的收集極接相應的分流器，各分流器的另一端接入高壓電源的正扱；
(3)根據(jù)速調(diào)管供電高壓切斷時的特性，以及速調(diào)管正常工作時微波系統(tǒng)地線上存在的干擾信號制作濾波電路；
(4)綜合考慮所檢測電流特點和處理電路輸入要求選擇隔離放大模塊；
(5)根據(jù)速調(diào)管保護要求設計和制作保護電路；
(6)保護單元包括有依次串聯(lián)的濾波電路、隔離放大電路、保護電路、邏輯處理單元、電光轉(zhuǎn)換模塊，保護單元并聯(lián)在分流器的兩端；
(7)每只分流器的兩端引出兩個接線端子，分別接入濾波電路、電光轉(zhuǎn)換模塊，濾波電路的輸出信號接入隔離放大模塊，將小電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號后接入保護電路，保護電路判斷電流是否超過安全閾值，邏輯處理單元根據(jù)判斷結果驅(qū)動電光轉(zhuǎn)換模塊，發(fā)出光信號控制高壓電源輸出狀態(tài)。串聯(lián)限流電阻，用以限制主回路電流；分流器，作為檢測收集極電流的器件；由同一組高壓電源供電的多只速調(diào)管管體串聯(lián)ー個分流器。本發(fā)明的優(yōu)點是
本發(fā)明應用于EAST核聚變裝置2012年春季放電實驗中，在多次速調(diào)管過流發(fā)生時，成功保護了速調(diào)管。


圖1為多只陣列速調(diào)管熱效應過流保護結構示意圖。
圖2為保護單元的結構框圖。圖3為濾波電路原理圖。
具體實施例方式現(xiàn)以2. 45GHz/4MW連續(xù)波微波系統(tǒng)速調(diào)管慢保護為例，非限定實施例敘述如下 如圖1、2所示，2. 45GHz/4MW連續(xù)波微波系統(tǒng)中陣列速調(diào)管熱效應過流保護方法，包
括有具有20只速調(diào)管2的速調(diào)管陣列，包括以下步驟
(1)分別根據(jù)速調(diào)管2管體電流、陰極電流和收集極電流特點，選擇分流器I;
(2)每只速調(diào)管2的陰極與高壓電源6的負極之間串接有ー個20歐姆的限流電阻3，每只速調(diào)管2的收集極接相應的分流器1，各分流器I的另一端接入高壓電源6的正極； (3)根據(jù)速調(diào)管2供電高壓切斷時的特性，以及速調(diào)管2正常工作時微波系統(tǒng)地線上存在的干擾信號制作濾波電路5 ；
(4)綜合考慮所檢測電流特點和處理電路輸入要求選擇隔離放大模塊7；
(5)根據(jù)速調(diào)管2保護要求設計和制作保護電路8；
(6)保護單元4包括有依次串聯(lián)的濾波電路5、隔離放大電路7、保護電路8、邏輯處理單元9、電光轉(zhuǎn)換模塊10，保護單元4并聯(lián)在分流器I的兩端；
(7)每只分流器I的兩端引出兩個接線端子，分別接入濾波電路5、電光轉(zhuǎn)換模塊10，濾波電路5的輸出信號接入隔離放大模塊7，將小電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號后接入保護電路8，保護電路8判斷電流是否超過安全閾值，邏輯處理單元9根據(jù)判斷結果驅(qū)動電光轉(zhuǎn)換模塊10，發(fā)出光信號控制高壓電源輸出狀態(tài)來保護速調(diào)管2。速調(diào)管是由俄羅斯ISTOK研究所生產(chǎn)制造的200kW速調(diào)管，整個系統(tǒng)共有20只速調(diào)管，每5只速調(diào)管由ー組高壓電源6供電，它所要求的管體電流、陰極電流和收集極電流安全值分別是130mA、15A和15A，對應選擇的分流器分別為500mQ、5mQ和5mQ ；
濾波電路如附圖3所示，為了避免由于速調(diào)管供電高壓切斷和速調(diào)管正常工作時微波系統(tǒng)地線上存在的干擾信號造成檢測和保護單元誤動作；
隔離放大模塊根據(jù)速調(diào)管電流和所選分流器，放大器輸入為毫伏級，并且考慮抗干擾及隔離功能，選擇M. SYSTEM公司生產(chǎn)的M2VF2-0A-M/N隔離放大模塊，該模塊輸出為CTlOOmA 電流。
權利要求
1.一種陣列速調(diào)管熱效應過流保護方法，包括有具有多只速調(diào)管的速調(diào)管陣列，其特征在于，包括以下步驟(1)分別根據(jù)速調(diào)管管體電流、陰極電流和收集極電流特點，選擇分流器；(2)每只速調(diào)管的陰極與高壓電源的負極之間串接有一個限流電阻，每只速調(diào)管的收集極接相應的分流器，各分流器的另一端接入高壓電源的正極；(3)根據(jù)速調(diào)管供電高壓切斷時的特性，以及速調(diào)管正常工作時微波系統(tǒng)地線上存在的干擾信號制作濾波電路；(4)綜合考慮所檢測電流特點和處理電路輸入要求選擇隔離放大模塊；(5)根據(jù)速調(diào)管保護要求設計和制作保護電路；(6)保護單元包括有依次串聯(lián)的濾波電路、隔離放大電路、保護電路、邏輯處理單元、電光轉(zhuǎn)換模塊，保護單元并聯(lián)在分流器的兩端；(7)每只分流器的兩端引出兩個接線端子，分別接入濾波電路、電光轉(zhuǎn)換模塊，濾波電路的輸出信號接入隔離放大模塊，將小電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號后接入保護電路，保護電路判斷電流是否超過安全閾值，邏輯處理單元根據(jù)判斷結果驅(qū)動電光轉(zhuǎn)換模塊，發(fā)出光信號控制高壓電源輸出狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種陣列速調(diào)管熱效應過流保護方法，包括有具有多只速調(diào)管的速調(diào)管陣列，選擇分流器；每只速調(diào)管的陰極與高壓電源的負極之間串接有限流電阻，每只速調(diào)管的收集極接相應的分流器，各分流器的另一端接入高壓電源的正極；制作濾波電路；選擇隔離放大模塊；制作保護電路；每只分流器的兩端引出兩個接線端子，分別接入濾波電路、電光轉(zhuǎn)換模塊，濾波電路的輸出信號接入隔離放大模塊，將小電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號后接入保護電路，保護電路判斷電流是否超過安全閾值，邏輯處理單元根據(jù)判斷結果驅(qū)動電光轉(zhuǎn)換模塊，發(fā)出光信號控制高壓電源輸出狀態(tài)。本發(fā)明應用于EAST核聚變裝置2012年春季放電實驗中，在多次速調(diào)管過流發(fā)生時，成功保護了速調(diào)管。
文檔編號H02H7/20GK103022983SQ201210369828
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權日2012年9月28日
發(fā)明者馮建強, 單家方, 徐旵東, 王茂, 胡懷傳 申請人:中國科學院等離子體物理研究所