專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多晶閘管同步光脈沖觸發(fā)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶閘管光脈沖觸發(fā)電路，尤其涉及一種大功率高電壓晶閘管變流系統(tǒng)中晶閘管串、并聯(lián)或同相逆并聯(lián)整流工作方式下的多晶閘管同步光脈沖觸發(fā)電路。
背景技術(shù)：
在大功率晶閘管變流裝置系統(tǒng)中，由于輸出電流及電壓較大，主回路閥臂往往采用多只晶閘管元件并聯(lián)或串聯(lián)方式工作，同時(shí)為進(jìn)一步抵消磁場(chǎng)和降低損耗，一般在大功率的晶閘管整流裝置中，主電路也往往采用同相逆并聯(lián)電路接線(xiàn)方式。這些系統(tǒng)均要求同一導(dǎo)電組別的多只串聯(lián)、并聯(lián)或逆并聯(lián)的晶閘管器件能夠穩(wěn)定可靠地在同一時(shí)刻同步觸發(fā)開(kāi)通。大功率晶閘管變流裝置一般都是工作在強(qiáng)大的交直流電流和較高電壓等級(jí)條件下，因此其現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，電磁干擾非常嚴(yán)重，而目前普遍使用的晶閘管電脈沖觸發(fā)系統(tǒng)經(jīng)常容易遭受到干擾，難以保證晶閘管變流裝置系統(tǒng)長(zhǎng)期高可靠運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明其目的就在于提供一種多晶閘管的同步光脈沖觸發(fā)電路，滿(mǎn)足大功率高電壓晶閘管變流系統(tǒng)中晶閘管串、并聯(lián)或同相逆并聯(lián)整流工作方式下的多晶閘管同步觸發(fā)。該觸發(fā)電路不僅能夠解決電脈沖信號(hào)在傳輸過(guò)程中的傳輸距離短、易衰減、易受電磁干擾等問(wèn)題，還能夠通過(guò)級(jí)聯(lián)觸發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)同步觸發(fā)多路串、并聯(lián)晶閘管，以及實(shí)現(xiàn)雙路光脈沖輸入信號(hào)互為備用的熱備用冗余功能，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明、傳輸距離遠(yuǎn)、穩(wěn)定可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)以及制作維護(hù)成本低的特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案，包括主控制器、光脈沖觸發(fā)器和連接光脈沖觸發(fā)器輸出端的晶閘管，還包括備用控制器、光脈沖檢測(cè)器和第二光脈沖觸發(fā)器，所述主控制器產(chǎn)生的晶閘管觸發(fā)光脈沖信號(hào)經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接光脈沖觸發(fā)器，備用控制器產(chǎn)生相應(yīng)的晶閘管觸發(fā)光脈沖信號(hào)經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接第二光脈沖觸發(fā)器，所述光脈沖檢測(cè)器一端經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接第二光脈沖觸發(fā)器，光脈沖檢測(cè)器另一端經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接主控制器和備用控制器，所述光脈沖觸發(fā)器和第二光脈沖觸發(fā)器之間設(shè)有級(jí)聯(lián)線(xiàn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用兩套完全獨(dú)立的控制器、光纖傳輸、光脈沖觸發(fā)、級(jí)聯(lián)觸發(fā)和光脈沖觸發(fā)檢測(cè)等電路實(shí)現(xiàn)了多晶閘管的雙路熱備用冗余光脈沖同步觸發(fā)，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明、穩(wěn)定可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)以及制作維護(hù)成本低的特點(diǎn)，能夠較好地滿(mǎn)足大功率高電壓晶閘管變流系統(tǒng)中晶閘管串、并聯(lián)或同相逆并聯(lián)整流工作方式下的多晶閘管的同步觸發(fā)。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。圖1為本裝置電路原理結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為圖1中光脈沖觸發(fā)器原理框圖。圖3為圖1中光脈沖檢測(cè)器原理框圖。
具體實(shí)施例方式本裝置包括主控制器3、光脈沖觸發(fā)器I和連接光脈沖觸發(fā)器I輸出端的晶閘管12，如圖1所示，還包括備用控制器4、光脈沖檢測(cè)器5和第二光脈沖觸發(fā)器2，所述主控制器3產(chǎn)生的晶閘管觸發(fā)光脈沖信號(hào)經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接光脈沖觸發(fā)器1，備用控制器4產(chǎn)生相應(yīng)的晶閘管觸發(fā)光脈沖信號(hào)經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接第二光脈沖觸發(fā)器2，所述光脈沖檢測(cè)器5 一端經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接第二光脈沖觸發(fā)器2，光脈沖檢測(cè)器5另一端經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接主控制器3和備用控制器4，所述光脈沖觸發(fā)器I和第二光脈沖觸發(fā)器2之間設(shè)有級(jí)聯(lián)線(xiàn)。所述光脈沖觸發(fā)器I中，光脈沖輸入信號(hào)經(jīng)光/電轉(zhuǎn)換電路、功率放大、脈沖隔離變換和脈沖輸出，驅(qū)動(dòng)晶閘管12，如圖2所示，所述光脈沖觸發(fā)器I輸出一個(gè)級(jí)聯(lián)信號(hào)，經(jīng)級(jí)聯(lián)線(xiàn)連接第二光脈沖觸發(fā)器2，經(jīng)功率放大、脈沖隔離變換和脈沖輸出，驅(qū)動(dòng)第二晶閘管14。所述第二光脈沖觸發(fā)器2中，功率放大電路除產(chǎn)生24V功率脈沖給功率變換電路夕卜，同時(shí)還產(chǎn)生一個(gè)5V電脈沖信號(hào)給電/光轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換為光脈沖信號(hào)輸出，此信號(hào)經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)送至光脈沖檢測(cè)器5，經(jīng)光脈沖檢測(cè)器5內(nèi)光/電轉(zhuǎn)換及FPGA邏輯判斷后，同時(shí)經(jīng)兩路電/光轉(zhuǎn)換分別經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接到主控制器3和備用控制器4的光脈沖觸發(fā)檢測(cè)端口，如圖3所示。本裝置包括主控制器、備用控制器、光脈沖觸發(fā)回路、光脈沖檢測(cè)回路、光纖傳輸線(xiàn)、級(jí)聯(lián)線(xiàn)等。控制系統(tǒng)的主控制器或備用控制器各自可直接發(fā)出晶閘管變流裝置所需的6路或12路光觸發(fā)脈沖，每路觸發(fā)信號(hào)經(jīng)光纖分別傳輸?shù)秸鞴竦?組或12組光脈沖觸發(fā)回路，每組光脈沖觸發(fā)回路包括2個(gè)及以上的光脈沖觸發(fā)器，其中主控制器3發(fā)出的一路光脈沖信號(hào)直接接至光脈沖觸發(fā)器I光纖輸入端口，備用控制器4發(fā)出的相對(duì)應(yīng)一路光脈沖信號(hào)接至第二光脈沖觸發(fā)器2的光纖輸入端口。工作時(shí)，控制系統(tǒng)僅有I個(gè)控制器發(fā)出光脈沖觸發(fā)信號(hào)，同一組的光脈沖觸發(fā)回路中的各光脈沖觸發(fā)器都通過(guò)級(jí)聯(lián)端口的級(jí)聯(lián)線(xiàn)進(jìn)行連接。正常工作時(shí)，由主控制器3發(fā)出的一路光脈沖觸發(fā)信號(hào)，經(jīng)光纖傳輸至光脈沖觸發(fā)器1，經(jīng)光/電轉(zhuǎn)換后，一路輸出經(jīng)功率放大、脈沖隔離變換和脈沖輸出，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)晶閘管所需的觸發(fā)脈沖。同時(shí)另一路輸出至級(jí)聯(lián)端口，通過(guò)級(jí)聯(lián)線(xiàn)接到其它各個(gè)光脈沖觸發(fā)器，作為其脈沖觸發(fā)輸入信號(hào)，均同步經(jīng)功率放大、脈沖隔離變換和脈沖輸出，產(chǎn)生各自驅(qū)動(dòng)晶閘管所需的觸發(fā)脈沖，從而實(shí)現(xiàn)了多晶閘管的同步觸發(fā)。在每一個(gè)光脈沖觸發(fā)器中，功率放大電路除產(chǎn)生功率脈沖給功率變換電路外，同時(shí)還產(chǎn)生一個(gè)電脈沖信號(hào)經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換至光脈沖返回信號(hào)輸出端口。每組光脈沖觸發(fā)回路中級(jí)聯(lián)的最后一個(gè)光脈沖觸發(fā)器的光脈沖返回信號(hào)通過(guò)光纖分別接到光脈沖檢測(cè)器輸入端口，經(jīng)光脈沖檢測(cè)器內(nèi)光/電轉(zhuǎn)換及FPGA邏輯判斷后，同時(shí)經(jīng)兩路電/光轉(zhuǎn)換分別經(jīng)光纖接到主控制器和備用控制器的光脈沖觸發(fā)檢測(cè)端口，從而識(shí)別光脈沖觸發(fā)信號(hào)是否有異常故障，并以此判斷是否啟動(dòng)備用控制器、停止主控制器，從而實(shí)現(xiàn)雙通道光脈沖觸發(fā)熱備用切換控制。從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明采用兩套完全獨(dú)立的控制器、光纖傳輸、光脈沖觸發(fā)、級(jí)聯(lián)觸發(fā)和光脈沖觸發(fā)檢測(cè)等電路實(shí)現(xiàn)了多晶閘管的雙路熱備用冗余光脈沖同步觸發(fā)，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明、穩(wěn)定可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)以及制作維護(hù)成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)，能夠較好地滿(mǎn)足大功率高電壓晶閘管變流系統(tǒng)中晶閘管串、并聯(lián)或同相逆并聯(lián)整流工作方式下的多晶閘管的同步觸發(fā)。下面以控制器發(fā)出一路光脈沖觸發(fā)信號(hào)同時(shí)驅(qū)動(dòng)4只并聯(lián)晶閘管為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在圖1中，主控制器3產(chǎn)生的晶閘管觸發(fā)光脈沖信號(hào)經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)送至光脈沖觸發(fā)器1，備用控制器4產(chǎn)生相應(yīng)的晶閘管觸發(fā)光脈沖信號(hào)經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)送至第二光脈沖觸發(fā)器2。正常工作時(shí),僅由主控制器3發(fā)送光脈沖信號(hào),在光脈沖觸發(fā)器I中,光脈沖輸入信號(hào)經(jīng)光/電轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換為幅值為5V電脈沖信號(hào)，送入功率放大電路進(jìn)行功率放大，產(chǎn)生幅值為24V的功率脈沖，24V的功率脈沖進(jìn)入脈沖變換電路，經(jīng)脈沖隔離和幅值變換產(chǎn)生8V脈沖信號(hào)，由脈沖輸出電路整形后輸出脈沖，驅(qū)動(dòng)2只晶閘管12。同時(shí)光脈沖觸發(fā)器I輸出一個(gè)級(jí)聯(lián)信號(hào)，經(jīng)級(jí)聯(lián)線(xiàn)送至第二光脈沖觸發(fā)器2，在第二光脈沖觸發(fā)器2中，來(lái)自光脈沖觸發(fā)器I的級(jí)聯(lián)信號(hào)經(jīng)功率放大電路進(jìn)行功率放大，產(chǎn)生幅值為24V的功率脈沖,24V的功率脈沖進(jìn)入脈沖變換電路，經(jīng)脈沖隔離和幅值變換產(chǎn)生8V脈沖信號(hào)，由脈沖輸出電路整形后輸出脈沖，驅(qū)動(dòng)2只晶閘管14。達(dá)到來(lái)自主控制器I輸出的一路光脈沖信號(hào)同時(shí)驅(qū)動(dòng)4只(或更多)并聯(lián)晶閘管的目的。在第二光脈沖觸發(fā)器2中，功率放大電路除產(chǎn)生24V功率脈沖給功率變換電路外，同時(shí)還產(chǎn)生一個(gè)5V電脈沖信號(hào)給電/光轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換為光脈沖信號(hào)輸出，此信號(hào)經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)送至光脈沖檢測(cè)器5，經(jīng)光脈沖檢測(cè)器5內(nèi)光/電轉(zhuǎn)換及FPGA邏輯判斷后，同時(shí)經(jīng)兩路電/光轉(zhuǎn)換分別經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)接到主控制器3和備用控制器4的光脈沖觸發(fā)檢測(cè)端口，從而識(shí)別光脈沖觸發(fā)信號(hào)是否正確，并以此作為是否啟動(dòng)備用控制器的依據(jù)。在主控制器3工作時(shí)，備用控制器4處于待命狀態(tài)，當(dāng)光脈沖觸發(fā)器I未收到來(lái)自主控制器3的光脈沖信號(hào)時(shí)，或光脈沖觸發(fā)器I輸出給第二光脈沖觸發(fā)器2的級(jí)聯(lián)信號(hào)丟失，則第二光脈沖觸發(fā)器2輸出給光脈沖檢測(cè)器5的光脈沖返回信號(hào)也將丟失，光脈沖檢測(cè)器5立即發(fā)返回信號(hào)給主控制器3和備用主控制器4，停止主控制器3，啟動(dòng)備用主控制器4，達(dá)到熱備切換的目的。
權(quán)利要求
1.一種多晶閘管同步光脈沖觸發(fā)電路，包括主控制器(3)、光脈沖觸發(fā)器(I)和連接光脈沖觸發(fā)器(I)輸出端的晶閘管(12)，其特征在于，還包括備用控制器(4)、光脈沖檢測(cè)器(5)和第二光脈沖觸發(fā)器(2),所述主控制器(3)產(chǎn)生的晶閘管觸發(fā)光脈沖信號(hào)經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接光脈沖觸發(fā)器(1)，備用控制器(4)產(chǎn)生相應(yīng)的晶閘管觸發(fā)光脈沖信號(hào)經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接第二光脈沖觸發(fā)器(2)，所述光脈沖檢測(cè)器(5)—端經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接第二光脈沖觸發(fā)器(2)，光脈沖檢測(cè)器(5)另一端經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接主控制器(3)和備用控制器(4)，所述光脈沖觸發(fā)器(I)和第二光脈沖觸發(fā)器(2)之間設(shè)有級(jí)聯(lián)線(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多晶閘管同步光脈沖觸發(fā)電路，其特征在于，所述光脈沖觸發(fā)器(I)中，光脈沖輸入信號(hào)經(jīng)光/電轉(zhuǎn)換電路、功率放大、脈沖隔離變換和脈沖輸出，驅(qū)動(dòng)晶閘管(12)，所述光脈沖觸發(fā)器(I)輸出一個(gè)級(jí)聯(lián)信號(hào)，經(jīng)級(jí)聯(lián)線(xiàn)連接第二光脈沖觸發(fā)器(2)，經(jīng)功率放大、脈沖隔離變換和脈沖輸出，驅(qū)動(dòng)第二晶閘管(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多晶閘管同步光脈沖觸發(fā)電路，其特征在于，所述第二光脈沖觸發(fā)器(2)中，功率放大電路除產(chǎn)生24V功率脈沖給功率變換電路外，同時(shí)還產(chǎn)生一個(gè)5V電脈沖信號(hào)給電/光轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換為光脈沖信號(hào)輸出，此信號(hào)經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)送至光脈沖檢測(cè)器(5)，經(jīng)光脈沖檢測(cè)器(5)內(nèi)光/電轉(zhuǎn)換及FPGA邏輯判斷后，同時(shí)經(jīng)兩路電/光轉(zhuǎn)換分別經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接到主控制器(3)和備用控制器(4)的光脈沖觸發(fā)檢測(cè)端口。
全文摘要
一種多晶閘管同步光脈沖觸發(fā)電路，包括主控制器、光脈沖觸發(fā)器和連接光脈沖觸發(fā)器輸出端的晶閘管，還包括備用控制器、光脈沖檢測(cè)器和第二光脈沖觸發(fā)器，所述主控制器產(chǎn)生的晶閘管觸發(fā)光脈沖信號(hào)經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接光脈沖觸發(fā)器，備用控制器產(chǎn)生相應(yīng)的晶閘管觸發(fā)光脈沖信號(hào)經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接第二光脈沖觸發(fā)器，所述光脈沖檢測(cè)器一端經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接第二光脈沖觸發(fā)器，光脈沖檢測(cè)器另一端經(jīng)光纖傳輸線(xiàn)連接主控制器和備用控制器，所述光脈沖觸發(fā)器和第二光脈沖觸發(fā)器之間設(shè)有級(jí)聯(lián)線(xiàn)。本裝置具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明、傳輸距離遠(yuǎn)、穩(wěn)定可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)以及制作維護(hù)成本低的特點(diǎn)，能夠較好地滿(mǎn)足大功率高電壓晶閘管變流系統(tǒng)中晶閘管串、并聯(lián)或同相逆并聯(lián)整流工作方式下的多晶閘管的同步觸發(fā)。
文檔編號(hào)H02M1/06GK103151905SQ201310044438
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者田信石, 崔國(guó)平, 周林璋, 陳勇, 崔學(xué)友 申請(qǐng)人:九江九整整流器有限公司