專利名稱：低壓大電流光電觸發(fā)晶閘管觸發(fā)檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種2kV以下、IOOkA等級(jí)的光電觸發(fā)晶閘管閥組的觸發(fā)檢測(cè)電路，應(yīng)用于電力、冶金和所有使用光電晶閘管作為核心器件的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
低壓大電流光電觸發(fā)晶閘管廣泛應(yīng)用于需要大功率整流器的電解行業(yè)，如電解鋁、電解銅、電解鋅等。由于晶閘管閥體通常要承受大電流，需采用多個(gè)晶閘管的并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)。晶閘管閥組的觸發(fā)、狀態(tài)檢測(cè)是整流裝置中的重要組成部分。為了節(jié)約成本，減少投資，一般是通過(guò)一根光纖通過(guò)光信號(hào)的頻率變化回傳主回路的各種工作狀態(tài)。而檢測(cè)各種狀態(tài)并轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)的工作通常由CPLD或FPGA等可編程邏輯器件來(lái)完成。此種方法的檢測(cè)回路硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜，抗干擾處理難度較大，同時(shí)需要軟件編寫(xiě)，對(duì)設(shè)計(jì)人員要求較高，同時(shí)增加了生產(chǎn)調(diào)試環(huán)節(jié)，批量生產(chǎn)任務(wù)量明顯增加。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種低壓大電流光電觸發(fā)晶閘管觸發(fā)檢測(cè)電路，可在觸發(fā)晶閘管同時(shí)，檢測(cè)并聯(lián)支路熔斷器的狀態(tài)、晶閘管的導(dǎo)通狀態(tài)以及觸發(fā)板的電源狀態(tài)，具有較高的工作穩(wěn)定性和抗干擾能力，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)低壓大電流光電觸發(fā)晶閘管觸發(fā)檢測(cè)電路，包括熔斷器狀態(tài)檢測(cè)電路、晶閘管導(dǎo)通狀態(tài)檢測(cè)電路、電源狀態(tài)檢測(cè)電路、觸發(fā)電路；熔斷器狀態(tài)檢測(cè)電路包括光電隔離電路、振蕩電路依次連接；晶閘管導(dǎo)通狀態(tài)檢測(cè)電路包括信號(hào)隔離電路、信號(hào)處理電路依次連接；電源狀態(tài)檢測(cè)電路由電源監(jiān)視電路、光電隔離電路連接組成；熔斷器狀態(tài)信號(hào)經(jīng)光電隔離電路、振蕩電路處理后，與經(jīng)信號(hào)隔離電路、信號(hào)處理電路處理后的晶閘管電流信號(hào)通過(guò)與門電路連接，該信號(hào)與經(jīng)光電隔離后的電源信號(hào)綜合處理，輸出的回饋檢測(cè)光信號(hào)發(fā)送至控制器；控制器發(fā)出觸發(fā)脈沖光信號(hào)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路、脈沖整形放大電路后，觸發(fā)主回路中的晶閘管。所述的信號(hào)處理電路由放大電路、壓頻轉(zhuǎn)換電路連接組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1)該檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)多種檢測(cè)功能，在觸發(fā)晶閘管同時(shí)，檢測(cè)并聯(lián)支路熔斷器的狀態(tài)、晶閘管的導(dǎo)通狀態(tài)以及觸發(fā)板的電源狀態(tài)，具有較高的工作穩(wěn)定性和抗干擾能力，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低；可靠性高、成本低、易維護(hù)。2)因采用了光纖接收觸發(fā)脈沖，故取消了常用的脈沖隔離變壓器，提高了觸發(fā)脈沖前沿di/dt值，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，提高了觸發(fā)一致性和穩(wěn)定性。3)該電路采用了與主回路等電位設(shè)計(jì)，有利于絕緣處理，充分利用了光電觸發(fā)的優(yōu)越性。

圖1是低壓大電流光電觸發(fā)晶閘管觸發(fā)檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是低壓大電流光電觸發(fā)晶閘管觸發(fā)檢測(cè)電路的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
見(jiàn)圖1、圖2，低壓大電流光電觸發(fā)晶閘管觸發(fā)檢測(cè)電路，包括熔斷器狀態(tài)檢測(cè)電路、晶閘管導(dǎo)通狀態(tài)檢測(cè)電路、電源狀態(tài)檢測(cè)電路、觸發(fā)電路。熔斷器狀態(tài)檢測(cè)電路包括光電隔離電路、振蕩電路依次連接；晶閘管導(dǎo)通狀態(tài)檢測(cè)電路包括信號(hào)隔離電路、放大電路、壓頻轉(zhuǎn)換電路依次連接組成；電源狀態(tài)檢測(cè)電路由電源監(jiān)視電路、光電隔離電路連接組成。熔斷器狀態(tài)信號(hào)經(jīng)光電隔離電路、振蕩電路處理后，與經(jīng)信號(hào)隔離電路、信號(hào)處理電路處理后的晶閘管電流信號(hào)通過(guò)與門電路&連接，該信號(hào)與經(jīng)光電隔離后的電源信號(hào)綜合處理，輸出的回饋檢測(cè)光信號(hào)發(fā)送至控制器；控制器發(fā)出觸發(fā)脈沖光信號(hào)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路、脈沖整形放大電路后，觸發(fā)主回路中的晶閘管。穩(wěn)壓電路通過(guò)隔離變壓器輸出一路18V 及兩路16V，經(jīng)過(guò)整流穩(wěn)壓后，輸出18V、士 15V、5V。見(jiàn)圖2，振蕩電路由電阻R61、電阻R62、電阻R17、電容C22、集成片Q21組成，熔斷器狀態(tài)正常時(shí)，集成片Q21的3腳輸出為低電平；熔斷器故障時(shí)，集成片Q21的3腳輸出 3. 2kHz左右的頻率信號(hào)。放大電路由運(yùn)算放大器U31、電阻R12、電阻R14組成，輸入OV 4V，輸出5V 9V。壓頻轉(zhuǎn)換電路由集成片Q11、電阻R31、電阻R41、電容C71、電容C81組成，理想狀態(tài)下輸入5V 9V，輸出50kHz 90kHz。當(dāng)熔斷器狀態(tài)正常，集成片Q21的3腳經(jīng)過(guò)與非門的處理輸出高電平，再與集成片 Qll的7腳輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)與門，最終觸發(fā)檢測(cè)板得到晶閘管支路的電流值。當(dāng)熔斷器故障，集成片Q21的3腳經(jīng)過(guò)與非門的處理輸出3. 2kHz左右的頻率信號(hào)，集成片Qll的7腳輸出信號(hào)被屏蔽掉，經(jīng)過(guò)與門后，最終觸發(fā)檢測(cè)板得到3. 2kHz左右的頻率信號(hào)，可得知熔斷器處于斷開(kāi)狀態(tài)。狀態(tài)檢測(cè)優(yōu)先級(jí)為1、電源故障；2、熔斷器故障；3、晶閘管故障。此低壓大電流光電觸發(fā)晶閘管觸發(fā)檢測(cè)電路的電流檢測(cè)精度< 1 %，響應(yīng)速度 < 50 μ s，熔斷器狀態(tài)檢測(cè)< 1. 2ms,電源狀態(tài)檢測(cè)< 2ms，都能達(dá)到設(shè)備運(yùn)行的保護(hù)要求， 它的生產(chǎn)、調(diào)試、維護(hù)成本較低，對(duì)調(diào)試及維護(hù)人員要求不高，并且設(shè)計(jì)者可靈活調(diào)整輸出信號(hào)的頻率范圍，以達(dá)到更高精度和更快響應(yīng)的要求，是一種簡(jiǎn)單實(shí)用，可靠的檢測(cè)電路。
權(quán)利要求1.低壓大電流光電觸發(fā)晶間管觸發(fā)檢測(cè)電路，其特征在于，包括熔斷器狀態(tài)檢測(cè)電路、 晶閘管導(dǎo)通狀態(tài)檢測(cè)電路、電源狀態(tài)檢測(cè)電路、觸發(fā)電路；熔斷器狀態(tài)檢測(cè)電路包括光電隔離電路、振蕩電路依次連接；晶閘管導(dǎo)通狀態(tài)檢測(cè)電路包括信號(hào)隔離電路、信號(hào)處理電路依次連接；電源狀態(tài)檢測(cè)電路由電源監(jiān)視電路、光電隔離電路連接組成；熔斷器狀態(tài)信號(hào)經(jīng)光電隔離電路、振蕩電路處理后，與經(jīng)信號(hào)隔離電路、信號(hào)處理電路處理后的晶閘管電流信號(hào)通過(guò)與門電路連接，該信號(hào)與經(jīng)光電隔離后的電源信號(hào)綜合處理，輸出的回饋檢測(cè)光信號(hào)發(fā)送至控制器；控制器發(fā)出觸發(fā)脈沖光信號(hào)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路、 脈沖整形放大電路后，觸發(fā)主回路中的晶閘管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓大電流光電觸發(fā)晶間管觸發(fā)檢測(cè)電路，其特征在于，所述的信號(hào)處理電路由放大電路、壓頻轉(zhuǎn)換電路連接組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種低壓大電流光電觸發(fā)晶閘管觸發(fā)檢測(cè)電路，包括熔斷器狀態(tài)檢測(cè)電路、晶閘管導(dǎo)通狀態(tài)檢測(cè)電路、電源狀態(tài)檢測(cè)電路、觸發(fā)電路；熔斷器狀態(tài)檢測(cè)電路包括光電隔離電路、振蕩電路依次連接；晶閘管導(dǎo)通狀態(tài)檢測(cè)電路包括信號(hào)隔離電路、信號(hào)處理電路依次連接；電源狀態(tài)檢測(cè)電路由電源監(jiān)視電路、光電隔離電路連接組成。本實(shí)用新型可在觸發(fā)晶閘管同時(shí)，檢測(cè)并聯(lián)支路熔斷器的狀態(tài)、晶閘管的導(dǎo)通狀態(tài)以及觸發(fā)板的電源狀態(tài)，具有較高的工作穩(wěn)定性和抗干擾能力，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低。
文檔編號(hào)G01R31/40GK201947159SQ20102065692
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者司明起, 周奇, 婁曉忠, 張普紅, 金太英, 霍健, 霍煜, 黎軍 申請(qǐng)人:北京榮科恒陽(yáng)整流技術(shù)有限公司, 榮信電力電子股份有限公司