專利名稱：一種零電壓投入的可控硅控制觸發(fā)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力電子應(yīng)用電路，具體是涉及一種用于投切低壓無(wú)功補(bǔ)償回路的可控硅控制觸發(fā)電路。
背景技術(shù)：
在低壓無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域，傳統(tǒng)可控硅的投切方式是接觸器控制，其主要存在以下一 些缺陷或是響應(yīng)速度慢，或是投切時(shí)產(chǎn)生很大的涌流，或是投切時(shí)會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊，或是不能保護(hù)無(wú)功補(bǔ)償電力電容器。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型目的本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，主要提供一種用于投切低壓無(wú)功補(bǔ)償回路的可控硅控制觸發(fā)電路，實(shí)現(xiàn)了投切無(wú)涌流，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)無(wú)沖擊。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型提供了一種零電壓投入的可控硅控制觸發(fā)電路，包括PWM脈沖觸發(fā)源電路、電流過零檢測(cè)電路、邏輯控制電路和脈沖變壓器；所述PWM脈沖觸發(fā)源電路用于提供固定頻率的PWM信號(hào)，所述電流過零檢測(cè)電路用于檢測(cè)可控硅的電流過零點(diǎn)，所述脈沖變壓器用于脈沖的驅(qū)動(dòng)放大；所述邏輯控制電路用于對(duì)輸入的控制信號(hào)與過零點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷，即當(dāng)可控硅兩端電壓差為零，并且控制信號(hào)有效，通過邏輯相與后控制PWM信號(hào)輸出，驅(qū)動(dòng)脈沖變壓器，從而達(dá)到控制可控硅投切的功能。實(shí)用新型中上述各部件的工作原理如下控制信號(hào)與邏輯控制電路輸入端相連，可控硅上電信號(hào)的輸出端與電流過零檢測(cè)電路的輸入端相連，電流過零檢測(cè)電路的輸出端與邏輯控制電路的輸入端相連，邏輯控制電路的輸出端與PWM脈沖觸發(fā)源電路的輸入端相連，PWM脈沖觸發(fā)源電路輸出端與脈沖變壓器的輸入端相連，脈沖變壓器輸出端與可控硅輸入端相連。本實(shí)用新型中所述控制信號(hào)通過隔離光耦的輸出端與邏輯控制電路輸入端相連，使用隔離光耦能有效地把控制回路與驅(qū)動(dòng)回路分開，避免兩回路相互影響，進(jìn)一步提高了
可靠性。本實(shí)用新型中所述電流過零檢測(cè)電路包括大功率電阻、集成光耦和上拉電源；所述集成光耦的輸入端與所述可控硅的輸出端連接；集成光耦的電源接入端通過大功率電阻與上拉電源連接，所述集成光耦的輸出端與所述邏輯控制電路的輸入端連接；所述集成光耦檢測(cè)可控硅兩端壓差，根據(jù)集成光耦特性，當(dāng)無(wú)過零時(shí)，集成光耦導(dǎo)通，所述電流過零檢測(cè)電路的輸出端輸出為低電平；當(dāng)過零時(shí)，集成光耦截止，所述電流過零檢測(cè)電路的輸出端輸出為高電平。本實(shí)用新型中所述脈沖變壓器包括三極管、電阻和高頻變壓器；所述PWM脈沖觸發(fā)源電路發(fā)出的PWM信號(hào)與使能信號(hào)相與，通過電阻限流后控制驅(qū)動(dòng)三極管，通過三級(jí)管放大驅(qū)動(dòng)電流，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)高頻變壓器，經(jīng)高頻變壓器隔離輸出給所述可控硅。[0009]本實(shí)用新型中所述PWM脈沖觸發(fā)源電路，包含RC振蕩電路，RC振蕩電路用于確定PWM脈沖觸發(fā)源電路輸出的PWM的頻率。有益效果本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下本實(shí)用新型中所有功能模塊都采用純硬件電路，可靠性高，適用于可控硅投切低壓無(wú)功補(bǔ)償，應(yīng)用廣泛，投切具有無(wú)涌流、對(duì)系統(tǒng)無(wú)沖擊和對(duì)電容有保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

圖I為本實(shí)用新型的原理圖。圖2為本實(shí)用新型中實(shí)施例中電流過零檢測(cè)電路的電路圖。圖3為本實(shí)用新型中實(shí)施例中脈沖變壓器的電路圖。圖4為本實(shí)用新型中實(shí)施例中控制電源的電路圖。圖5為本實(shí)用新型中實(shí)施例中PWM脈沖觸發(fā)源電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
實(shí)施例如圖I所示的一種零電壓投入的可控硅控制觸發(fā)電路，包括PWM脈沖觸發(fā)源電路、電流過零檢測(cè)電路、邏輯控制電路和脈沖變壓器；所述PWM脈沖觸發(fā)源電路提供固定頻率的PWM信號(hào)，所述電流過零檢測(cè)電路用于檢測(cè)可控硅的電流過零點(diǎn)，所述脈沖變壓器用于脈沖變壓器的驅(qū)動(dòng)放大；所述邏輯控制電路用于對(duì)輸入的控制信號(hào)與過零點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷，即當(dāng)投切電容兩端電壓差為零，并且控制信號(hào)有效，通過邏輯相與后控制PWM信號(hào)輸出，驅(qū)動(dòng)脈沖變壓器，從而達(dá)到對(duì)可控硅控制的功能。上述各部件的工作原理如下由無(wú)功補(bǔ)償控制器發(fā)出的電平控制信號(hào)與邏輯控制電路輸入端相連，可控硅上電信號(hào)的輸出端與電流過零檢測(cè)電路的輸入端相連，電流過零檢測(cè)電路的輸出端與邏輯控制電路的輸入端相連，邏輯控制電路的輸出端與PWM脈沖觸發(fā)源電路的輸入端相連，PWM脈沖觸發(fā)源電路輸出端與脈沖變壓器電路的輸入端相連，脈沖變壓器電路輸出端與可控硅輸入端相連(如圖I所示)。工作時(shí)，所述邏輯控制電路將輸入的控制信號(hào)與電流過零檢測(cè)電路輸出的過零點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷，即當(dāng)可控硅兩端電壓差為零，并且控制信號(hào)有效，通過邏輯相與后控制PWM信號(hào)輸出，驅(qū)動(dòng)脈沖變壓器，從而達(dá)到控制可控硅的功能。本實(shí)施例中，如圖3所示，所述脈沖變壓器包括三極管Q3、電阻R50和高頻變壓器T3 ;所述PWM脈沖觸發(fā)源電路發(fā)出的PWM信號(hào)與使能信號(hào)EN4相與，通過電阻R50限流后控制驅(qū)動(dòng)三極管Q3，通過三級(jí)管Q3放大驅(qū)動(dòng)電流，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)高頻變壓器T3，經(jīng)高頻變壓器T3隔離輸出給所述可控硅KlD和K2D。本實(shí)施例中，如圖2所示，所述電流過零檢測(cè)電路包括大功率電阻R30、集成光耦UlO和上拉電源+15V ;所述集成光耦Ul的輸入端與所述可控硅K1D、K2D的輸出端連接，所述可控硅KlD和K2D通過電阻R35，R36并聯(lián)或通過R37，R38并聯(lián)后接入集成光耦UlO ;集成光耦的電源接入端通過大功率電阻R30與上拉電源連接，集成光耦的輸出端ZC2與所述邏輯控制電路的輸入端連接；所述集成光耦UlO檢測(cè)可控硅兩端壓差，根據(jù)集成光耦特性，當(dāng)無(wú)過零時(shí)，光耦導(dǎo)通，輸出端ZC2輸出為低電平；當(dāng)過零時(shí)，光耦截止，輸出端ZC2輸出為高電平。本實(shí)施例中，如圖5所示，所述PWM脈沖觸發(fā)源電路包括集成電路U8、電阻R15 R18，電容C4，C5和二極管D3構(gòu)成。D3、R15、R16與C5組成了一個(gè)RC振蕩電路，這個(gè)振蕩電路決定了集成電路U8的輸出PWM的頻率。 本實(shí)施例中圖2、圖3、圖5中的VCC和+15V兩組直流穩(wěn)壓電源由圖4所示電路提供，由性能好、可靠性高的集成穩(wěn)壓模塊LM2576S-ADJ構(gòu)成。
權(quán)利要求1.一種零電壓投入的可控硅控制觸發(fā)電路，其特征在于包括PWM脈沖觸發(fā)源電路、電流過零檢測(cè)電路、邏輯控制電路和脈沖變壓器；控制信號(hào)與邏輯控制電路輸入端相連，可控硅上電信號(hào)的輸出端與電流過零檢測(cè)電路的輸入端相連，電流過零檢測(cè)電路的輸出端與邏輯控制電路的輸入端相連，邏輯控制電路的輸出端與PWM脈沖觸發(fā)源電路的輸入端相連，PWM脈沖觸發(fā)源電路輸出端與脈沖變壓器電路的輸入端相連，脈沖變壓器電路輸出端與可控硅輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種零電壓投入的可控硅控制觸發(fā)電路，其特征在于所述控制信號(hào)通過隔離光耦的輸出端與邏輯控制電路輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種零電壓投入的可控硅控制觸發(fā)電路，其特征在于所述電流過零檢測(cè)電路包括大功率電阻、集成光耦和上拉電源；所述集成光耦的輸入端與所述可控硅的輸出端連接；集成光耦的電源接入端通過大功率電阻與上拉電源連接，集成光耦的輸出端與所述邏輯控制電路的輸入端連接；所述集成光耦檢測(cè)可控硅兩端壓差，根據(jù)集成光耦特性，當(dāng)無(wú)過零時(shí)，集成光耦導(dǎo)通，所述電流過零檢測(cè)電路輸出端輸出為低電平； 當(dāng)過零時(shí)，集成光耦截止，所述電流過零檢測(cè)電路輸出端輸出為高電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種零電壓投入的可控硅控制觸發(fā)電路，其特征在于所述脈沖變壓器包括三極管、電阻和高頻變壓器；所述PWM脈沖觸發(fā)源電路發(fā)出的PWM信號(hào)與使能信號(hào)相與，通過電阻限流后控制驅(qū)動(dòng)三極管，通過三級(jí)管放大驅(qū)動(dòng)電流，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)高頻變壓器，再經(jīng)高頻變壓器隔離輸出給所述可控硅。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種零電壓投入的可控硅控制觸發(fā)電路，包括PWM脈沖觸發(fā)源電路、電流過零檢測(cè)電路、邏輯控制電路和脈沖變壓器；控制信號(hào)與邏輯控制電路輸入端相連，可控硅上電信號(hào)的輸出端與電流過零檢測(cè)電路的輸入端相連，電流過零檢測(cè)電路的輸出端與邏輯控制電路的輸入端相連，邏輯控制電路的輸出端與PWM脈沖觸發(fā)源電路的輸入端相連，PWM脈沖觸發(fā)源電路輸出端與脈沖變壓器電路的輸入端相連，脈沖變壓器電路輸出端與可控硅輸入端相連。本實(shí)用新型所述觸發(fā)電路可靠性高，適用于可控硅投切低壓無(wú)功補(bǔ)償，應(yīng)用廣泛，具有投切無(wú)涌流、對(duì)系統(tǒng)無(wú)沖擊和能有效保護(hù)電容的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J3/18GK202503295SQ20122009452
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者張鳳雛, 沈雷明, 陳東華 申請(qǐng)人:江蘇斯菲爾電氣股份有限公司