專利名稱：一種晶閘管變流器的觸發(fā)與全關(guān)斷檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于晶閘管的變頻技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種晶閘管變流器的觸發(fā)與 全關(guān)斷檢測(cè)電路。
背景技術(shù)：
交交變頻系統(tǒng)分為有環(huán)流和無(wú)環(huán)流兩大類，為了防止發(fā)生電源短接的事故，一 般采用邏輯無(wú)環(huán)流控制?；谶壿嫙o(wú)環(huán)流控制的交交變頻系統(tǒng)的一個(gè)主回路橋的正 反組交接時(shí)會(huì)出現(xiàn)一段無(wú)環(huán)流的死區(qū)時(shí)間，為了減小這段死時(shí)對(duì)電機(jī)負(fù)載的影響， 死區(qū)時(shí)間要盡量的小，為了做到這一點(diǎn)，必須及時(shí)而準(zhǔn)確地檢測(cè)出主電路中的零電 流信號(hào)。本電路設(shè)計(jì)就是用于滿足這種需要的。本電路可用于交交變頻和可逆直流 調(diào)速系統(tǒng)，另外本電路還集成了其它幾種很實(shí)用的的功能。
交交變頻系統(tǒng)的零電流檢測(cè)現(xiàn)已大都采用通過(guò)檢測(cè)晶閘管兩端電壓的方式來(lái)實(shí) 現(xiàn)，即晶閘管的全關(guān)斷檢測(cè)，本電路也采用這種方式。關(guān)于晶閘管的觸發(fā)，許多文 獻(xiàn)中介紹的觸發(fā)電路為了保證晶閘管的同時(shí)、快速導(dǎo)通著眼于輸出強(qiáng)觸發(fā)電壓，且 需要對(duì)高低壓電路進(jìn)行電氣隔離，這樣就需要一個(gè)專門的電路和一個(gè)體積很大的脈 沖變壓器，這給制板和使用帶來(lái)了不便。本電路設(shè)計(jì)中包含了一個(gè)自給電源電路， 該電路能輸出穩(wěn)定的直流電壓，整塊電路板的所有器件都由它提供電源，這樣就不 需再配置專用電源，此外，觸發(fā)電路也由它提供電源，所以設(shè)計(jì)了一個(gè)無(wú)脈沖變壓 器的觸發(fā)電路，且結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，同樣能夠保證晶閘管的同時(shí)、快速導(dǎo)通。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種晶閘管變流器的觸發(fā)與全關(guān)斷檢測(cè)電路，實(shí)現(xiàn)了對(duì) 晶閘管的全關(guān)斷檢測(cè)和對(duì)晶閘管的觸發(fā)，可用于基于邏輯無(wú)環(huán)流控制的交交變頻系 統(tǒng)和可逆直流調(diào)速系統(tǒng)。
本發(fā)明包括自給電源電路(包括降壓電路)，觸發(fā)電路，全關(guān)斷檢測(cè)電路。其 中，自給電源電路為觸發(fā)電路和全關(guān)斷檢測(cè)電路提供電源，觸發(fā)電路的輸出直接接 在晶閘管的觸發(fā)端，全關(guān)斷檢測(cè)電路輸出的通斷信號(hào)通過(guò)光纖送到控制系統(tǒng)。
1、自給電源電路自給電源電路由二極管D1、 D2，穩(wěn)壓管D3和電容C1組成。 Dl陰極接D2陽(yáng)極，D3禾B Cl并聯(lián)，D3陰極接D2陰極，Dl陽(yáng)極接D3陽(yáng)極。Dl 的陽(yáng)極為地端。
降壓電路由電阻R3、 R7，電容C3和三極管M1組成。Ml漏極接輸入電壓， 柵極接R3、 R7， R3的另一端接M1源極、C3， R7、 C3的另一端一起接地。
本電路能輸出波動(dòng)很小的直流電壓，尤其是用于集成器件的低壓電源輸出幾乎 無(wú)波動(dòng)。
本電路基于一種改進(jìn)的半波整流電路。其工作方式是由兩個(gè)這樣的電路和一個(gè) 電阻R0、 一個(gè)電容C0串聯(lián)，然后每個(gè)電路空出的那一端接輸入電源(交流電源) 的兩端。下面僅就一個(gè)電路詳細(xì)介紹，另一個(gè)電路與此對(duì)應(yīng)。本電路的作用是為觸 發(fā)電路和集成器件提供電源。電路穩(wěn)定工作時(shí)，在輸入電壓的上升階段，電流由R0、 C0，流經(jīng)D2對(duì)儲(chǔ)能電 容C1充電，穩(wěn)壓管D3保證C1兩端電壓不致太高。在輸入電壓的下降階段，電流 由Dl、 C0、 R0流出。Cl兩端的輸出電壓作為觸發(fā)電壓用，用作集成器件電源時(shí) 時(shí)需將電壓降低，降壓電路可以完成這個(gè)任務(wù)。Ml漏源極承受了一部分電壓，C3 兩端電壓作為低壓電源電壓。
2、 觸發(fā)電路觸發(fā)電路由電阻R2、 R4、 R6、 R8、 Rll、 R12，電容C2，三極 管Q1、 Q2、 Q3和穩(wěn)壓管D7組成。R8、 C2并聯(lián)后一端接觸發(fā)信號(hào)， 一端接Rll 和Q3的基極，Rll的另一端接地。R4—端接電源，另一端接R6和Q1的基極， R6的另一端接Q3的集電極。R2—端接電源，另一端接Q1的發(fā)射極和Q2的集電 極。Ql的集電極接Q2的基極和R12， R12的另一端接地。Q2的發(fā)射極接D7的 陰極，D7的陽(yáng)極接地。D7兩端電壓為觸發(fā)電壓。
電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。本電路無(wú)脈沖變壓器，結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，但依然能獲得很 好的觸發(fā)效果。
本電路分檢測(cè)電路和觸發(fā)電路兩部分。本電路的作用是對(duì)輸入邏輯觸發(fā)信號(hào)的 功率放大，輸出接在晶閘管的門極和陰極。
檢測(cè)電路輸出信號(hào)是對(duì)電源電壓的檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)電源電壓過(guò)低時(shí)，可能會(huì)使某 些器件不能正常工作或是觸發(fā)電路的觸發(fā)輸出電壓過(guò)低，為了保證晶閘管的安全工 作，這時(shí)封鎖晶閘管的觸發(fā)信號(hào)。觸發(fā)電路中的Q1、 Q2組成復(fù)合結(jié)構(gòu)能輸出大電 流，Ql接收邏輯觸發(fā)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)這一復(fù)合結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)控制，C2是在開(kāi)始階段提高 觸發(fā)電壓。
3、 全關(guān)斷檢測(cè)電路全關(guān)斷檢測(cè)電路由電阻R1、 R5、 R9、 RIO， 二極管D5， 穩(wěn)壓管D4、 D6、三極管M2，或門U1B和一個(gè)邏輯電路組成；R5—端接電源，另 一端接一或門輸入端和M2漏極，或門另一輸入端接D5陰極和R10， R10另一端接 地；Rl和地之間電壓即為晶閘管端電壓，Rl另一端接D4、 D5的陰極，R9和M2 的柵極，R9另一端、M2源極和D6陽(yáng)極一起接地，D4、 D6陰極互連；或門輸出為 電壓檢測(cè)信號(hào)；觸發(fā)信號(hào)和電壓檢測(cè)信號(hào)輸入到邏輯電路，邏輯電路輸出為邏輯觸 發(fā)信號(hào)和晶閘管的通斷信號(hào)。
電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。這部分電路分為模擬電路部分(電壓檢測(cè)電路)和數(shù)字 電路部分(邏輯電路)。模擬部分利用Rl的分壓、M2的通斷和D5的單向?qū)щ娦詫?shí) 現(xiàn)對(duì)晶閘管兩端電壓的檢測(cè)，當(dāng)晶閘管兩端有電壓時(shí)，輸出高電平信號(hào)，反之則輸 出低電平信號(hào)。數(shù)字部分對(duì)由模擬部分送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行分析，繼而輸出關(guān)于晶閘管 的通斷信號(hào)和邏輯觸發(fā)信號(hào)。
模擬電路的目的就是當(dāng)晶閘管兩端有電壓時(shí)輸出高電平，無(wú)電壓時(shí)輸出低電平。 其中，D4、 D6抑制高電壓。
數(shù)字電路通過(guò)對(duì)觸發(fā)信號(hào)和晶閘管兩端電壓檢測(cè)信號(hào)的分析給出晶閘管的通斷 信號(hào)和邏輯觸發(fā)信號(hào)。邏輯觸發(fā)信號(hào)實(shí)際上是對(duì)觸發(fā)信號(hào)調(diào)制后的信號(hào)。輸出通斷 信號(hào)的邏輯為當(dāng)有觸發(fā)信號(hào)且電壓檢測(cè)信號(hào)為低電平時(shí)，輸出一開(kāi)通脈沖；當(dāng)電
壓檢測(cè)信號(hào)由低變?yōu)楦唠娖?，且此前晶閘管導(dǎo)通時(shí)，輸出一關(guān)斷信號(hào)。數(shù)字電路輸 出信號(hào)為低電壓，但仍和高壓部分有電氣連接，故晶閘管的通斷信號(hào)通過(guò)光纖傳送 到控制系統(tǒng)，控制部分和高壓部分也就被電隔離了。 電路設(shè)計(jì)全圖如圖3。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，實(shí)現(xiàn)了整塊電路板的電源自給，無(wú)需再配置專用電源；觸 發(fā)電路不需要脈沖變壓器，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)；集晶閘管的觸發(fā)和全關(guān)斷檢測(cè)于一體， 利于設(shè)備的安裝和工程的實(shí)踐。


圖1為觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)圖。
圖2為全關(guān)斷檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)圖。
圖3為電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
本電路設(shè)計(jì)在一塊電路板上。每個(gè)晶閘管旁邊配置一塊電路板，每塊板通過(guò)晶 閘管的阻容吸收線路中的電阻電容和與之反并聯(lián)的晶閘管所對(duì)應(yīng)的那塊電路板相 連。
自給電源電路的輸入電壓為晶閘管端電壓，電路穩(wěn)定工作時(shí)，在輸入電壓的上 升階段，電流由D2對(duì)儲(chǔ)能電容C1充電，穩(wěn)壓管D3保證C1兩端電壓不致太高。 在輸入電壓的下降階段，電流由D1流出。此外，Cl還有濾波作用，其兩端的輸出 電壓為一穩(wěn)定的直流電壓，可直接作為觸發(fā)電路的電源，用作集成器件電源時(shí)時(shí)需 將電壓降低，降壓電路就是為此而設(shè)計(jì)的，降壓電路中的M1承受了一部分電壓， C3兩端電壓作為低壓電源電壓。
觸發(fā)電路分檢測(cè)和觸發(fā)兩部分，檢測(cè)部分輸出信號(hào)是對(duì)電源電壓的檢測(cè)信號(hào)， 當(dāng)電源電壓過(guò)低時(shí)，可能會(huì)使某些器件不能正常工作或是觸發(fā)電路的觸發(fā)輸出電壓 過(guò)低，為了保證晶閘管的安全工作，這時(shí)封鎖晶閘管的觸發(fā)信號(hào)。觸發(fā)部分中的Q1、 Q2組成復(fù)合結(jié)構(gòu)能輸出大電流，Ql接收邏輯觸發(fā)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)這一復(fù)合結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān) 控制，C2是在開(kāi)始階段提高觸發(fā)電壓。觸發(fā)電路的輸出直接作為晶閘管的觸發(fā)電壓。
全關(guān)斷檢測(cè)電路分為電壓檢測(cè)電路和邏輯電路，電壓檢測(cè)電路的輸入端接在晶 閘管兩端，其利用R1的分壓、M2的通斷和D5的單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管兩端電 壓的檢測(cè)，當(dāng)晶閘管兩端有電壓時(shí)，輸出高電平信號(hào)，反之則輸出低電平信號(hào)。邏 輯電路通過(guò)對(duì)觸發(fā)信號(hào)和晶閘管兩端電壓檢測(cè)信號(hào)的分析給出晶閘管的通斷信號(hào)和 邏輯觸發(fā)信號(hào)，其中，觸發(fā)信號(hào)通過(guò)光纖從控制系統(tǒng)傳過(guò)來(lái)。邏輯觸發(fā)信號(hào)實(shí)際上 是對(duì)觸發(fā)信號(hào)調(diào)制后的信號(hào)。輸出通斷信號(hào)的邏輯為當(dāng)有觸發(fā)信號(hào)且電壓檢測(cè)信 號(hào)為低電平時(shí)，輸出一開(kāi)通脈沖；當(dāng)電壓檢測(cè)信號(hào)由低變?yōu)楦唠娖?，且此前晶閘管 導(dǎo)通時(shí)，輸出一關(guān)斷信號(hào)。邏輯電路輸出信號(hào)為低電壓，但仍和高壓部分有電氣連 接，故晶閘管的通斷信號(hào)通過(guò)光纖傳送到控制系統(tǒng)，控制部分和高壓部分也就被電 隔離了。
權(quán)利要求
1、一個(gè)晶閘管變流器的觸發(fā)與全關(guān)斷檢測(cè)電路，其特征在于，包括自給電源電路、觸發(fā)電路、全關(guān)斷檢測(cè)電路；其中，自給電源電路為半波整流電路，其輸出為觸發(fā)電路和全關(guān)斷檢測(cè)電路提供電源；觸發(fā)電路的輸入端接邏輯觸發(fā)信號(hào)，輸出直接接在晶閘管的觸發(fā)端；全關(guān)斷檢測(cè)電路的模擬電路部分的輸入為晶閘管端電壓，該部分輸出信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)送往全關(guān)斷檢測(cè)電路的數(shù)字電路部分，這部分電路對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行邏輯分析，輸出邏輯觸發(fā)信號(hào)和通斷信號(hào)，最后通斷信號(hào)通過(guò)光纖送給控制系統(tǒng)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，自給電源電路由二極管D1、 D2， 穩(wěn)壓管D3和電容C1組成；Dl陰極接D2陽(yáng)極，D3和C1并聯(lián)，D3陰極接D2陰 極，Dl陽(yáng)極接D3陽(yáng)極，Dl的陽(yáng)極為地端；自給電源電路包括降壓電路，降壓電 路由電阻R3、 R7，電容C3和三極管M1組成；Ml漏極接輸入電壓，柵極接R3、 R7， R3的另一端接M1源極、C3; R7、 C3的另一端一起接地。
3、 按照權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，觸發(fā)電路由電阻R2、 R4、 R6、 R8、 Rll、 R12，電容C2，三極管Q1、 Q2、 Q3和穩(wěn)壓管D7組成；R8、 C2并聯(lián) 后一端接邏輯觸發(fā)信號(hào)， 一端接Rll和Q3的基極，Rll的另一端接地；R4—端接 電源，另一端接R6和Q1的基極，R6的另一端接Q3的集電極；R2—端接電源， 另一端接Q1的發(fā)射極和Q2的集電極；Ql的集電極接Q2的基極和R12， R12的 另一端接地；Q2的發(fā)射極接D7的陰極，D7的陽(yáng)極接地；D7兩端電壓為觸發(fā)電壓。
4、 按照權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，全關(guān)斷檢測(cè)電路由電阻R1、 R5、 R9、 RIO， 二極管D5，穩(wěn)壓管D4、 D6、三極管M2，或門UlB和一個(gè)邏輯電路組 成；R5—端接電源，另一端接一或門輸入端和M2漏極，或門另一輸入端接D5陰 極和RIO， R10另一端接地；Rl和地之間電壓即為晶閘管端電壓，Rl另一端接D4、 D5的陰極，R9和M2的柵極，R9另一端、M2源極和D6陽(yáng)極一起接地，D4、 D6 陰極互連；或門輸出為電壓檢測(cè)信號(hào)；觸發(fā)信號(hào)和電壓檢測(cè)信號(hào)輸入到邏輯電路， 邏輯電路輸出為邏輯觸發(fā)信號(hào)和晶閘管的通斷信號(hào)。
全文摘要
一種晶閘管變流器的觸發(fā)與全關(guān)斷檢測(cè)電路，屬于晶閘管變頻技術(shù)。包括自給電源電路、觸發(fā)電路、全關(guān)斷檢測(cè)電路。其中，自給電源電路為觸發(fā)電路和全關(guān)斷檢測(cè)電路提供電源，觸發(fā)電路的輸出直接接在晶閘管的觸發(fā)端，全關(guān)斷檢測(cè)電路的電壓檢測(cè)信號(hào)通過(guò)光纖送給控制系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)在于，實(shí)現(xiàn)了整塊電路板的電源自給，無(wú)需再配置專用電源；觸發(fā)電路不需要脈沖變壓器，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)；集晶閘管的觸發(fā)和全關(guān)斷檢測(cè)于一體，利于設(shè)備的安裝和工程的實(shí)踐。適用于晶閘管的交交變頻系統(tǒng)和可逆直流調(diào)速系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H02M1/06GK101207325SQ20071030360
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者劉夢(mèng)華, 明 年, 朱春毅, 李向欣, 李崇堅(jiān), 巍 段, 鋼 葛, 路尚書 申請(qǐng)人:北京金自天正智能控制股份有限公司