一種晶閘管等壓投切觸發(fā)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種晶閘管等壓投切觸發(fā)電路，由過零檢測電路、投切控制保護(hù)電路、信號(hào)時(shí)序處理電路、驅(qū)動(dòng)隔離電路、外圍電源電路等部分組成。在對(duì)晶閘管進(jìn)行觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，采用過零檢測電路對(duì)晶閘管開關(guān)兩端電壓進(jìn)行檢測，通過投切控制保護(hù)電路按照時(shí)序要求實(shí)現(xiàn)在晶閘管兩端電壓相等時(shí)分別對(duì)C相和A相晶閘管產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，通過信號(hào)時(shí)序處理電路和驅(qū)動(dòng)隔離電路實(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管的觸發(fā)導(dǎo)通，在關(guān)斷時(shí)晶閘管時(shí)也采用相應(yīng)的控制時(shí)序?qū)崿F(xiàn)對(duì)A相和C相晶閘管關(guān)斷。該觸發(fā)電路可以保證對(duì)晶閘管的等壓觸發(fā)，暫態(tài)過程短，觸發(fā)響應(yīng)時(shí)間小于20ms，觸發(fā)過程無涌流并且反向關(guān)斷電壓較小，從而保證了無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償領(lǐng)域的晶閘管的可靠觸發(fā)。
【專利說明】—種晶閘管等壓投切觸發(fā)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及了無功補(bǔ)償與電能質(zhì)量治理領(lǐng)域，尤其涉及了一種晶閘管等壓投切觸發(fā)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)與技術(shù)水平的發(fā)展，電網(wǎng)負(fù)荷的不斷增加，不但改變了電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和電源分布，而且造成系統(tǒng)的無功分布不盡合理，甚至可能出現(xiàn)局部地區(qū)無功嚴(yán)重不足、電壓水平普遍較低的情況。此外，功率因數(shù)和電壓的降低將使電氣設(shè)備得不到充分利用，降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸能力，并引起損耗增加。同時(shí)由于電弧爐、大型軋機(jī)等大容量、沖擊性、非線性負(fù)荷的設(shè)備的增加，使電網(wǎng)的電壓與電流諧波含量增加，惡化了電網(wǎng)供電質(zhì)量，甚至導(dǎo)致原有的并聯(lián)電容器組與電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生諧振，影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此必須要采用相應(yīng)的濾波補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償與諧波抑制的系統(tǒng)，從而解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0003]目前電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償中最常見的補(bǔ)償設(shè)備是晶閘管投切電容器(TSC)，它主要是由固定電容補(bǔ)償演變而來，屬于并聯(lián)型補(bǔ)償設(shè)備。在晶閘管投切電容器裝置中，晶閘管投切觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，該觸發(fā)電路應(yīng)該保證在補(bǔ)償電容電壓與電網(wǎng)電壓一致的時(shí)候產(chǎn)生觸發(fā)脈沖使得晶閘管導(dǎo)通，此時(shí)晶閘管兩端的電壓是相等的，電容此時(shí)并入電網(wǎng)不會(huì)產(chǎn)生涌流，否則，由于補(bǔ)償電容電壓的突然變化會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的投入涌流，極端情況下，投入涌流會(huì)使得補(bǔ)償電容損壞，影響設(shè)備的可靠工作。目前較多的使用MOTOROLA公司的M0C308X系列的過零觸發(fā)芯片進(jìn)行晶閘管觸發(fā)，由于晶閘管投切電容器組中串聯(lián)電抗器的作用，在晶閘管關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的反向電壓(該電壓值會(huì)大于1000V)，M0C308X系列器件的最高耐壓為800V，所以這些過零觸發(fā)芯片在工作時(shí)需要串聯(lián)使用，這樣由于不同芯片的參數(shù)一致性的問題會(huì)導(dǎo)致串聯(lián)均壓問題，極大的影響了觸發(fā)電路的可靠性，也影響了晶閘管投切電容器組的工作可靠性。因此，需要研究一種能夠應(yīng)用在無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償領(lǐng)域的晶閘管觸發(fā)電路，并保證等壓無涌流的投切電容器組，投切響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于20ms。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的就在于提供一種晶閘管等壓投切觸發(fā)電路，通過過零檢測電路對(duì)晶閘管兩端電壓進(jìn)行檢測，在AT89C2051單片機(jī)的控制下，經(jīng)過隔離驅(qū)動(dòng)電路后實(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管的等壓投切，并且對(duì)信號(hào)時(shí)序單獨(dú)設(shè)計(jì)了處理電路，且配以了外圍電源電路從而保證該觸發(fā)電路的可靠工作。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種晶閘管等壓投切觸發(fā)電路，由過零檢測電路、投切控制保護(hù)電路、信號(hào)時(shí)序處理電路、驅(qū)動(dòng)隔離電路以及外圍電源電路組成，所述過零檢測電路包括A相晶閘管開關(guān)過零檢測電路和C相晶閘管開關(guān)過零檢測電路，并連接于投切控制保護(hù)電路，該投切控制保護(hù)電路包括外部控制信號(hào)輸入電路、AT89C2051單片機(jī)電路以及MAX813L電路，通過輸入外部控制命令，將所述外部控制信號(hào)輸入電路產(chǎn)生的低電平控制信號(hào)和所述過零檢測電路產(chǎn)生的過零檢測信號(hào)傳輸至所述AT89C2051單片機(jī)電路，該AT89C2051單片機(jī)電路輸出兩組間隔為160us的高低電平脈沖作為A相和C相晶閘管開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至連接于投切控制保護(hù)電路的信號(hào)時(shí)序處理電路，經(jīng)過信號(hào)時(shí)序處理電路進(jìn)行時(shí)序處理后傳輸至驅(qū)動(dòng)隔離電路，并產(chǎn)生A相和C相晶閘管開關(guān)驅(qū)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)，所述外圍電源電路分別連接于投切控制保護(hù)電路以及驅(qū)動(dòng)隔離電路。
[0006]作為一種優(yōu)選方案，所述A相晶閘管開關(guān)過零檢測電路的一個(gè)輸入端連接于A相晶閘管開關(guān)的上部連接端K2，經(jīng)過6個(gè)電阻串聯(lián)后與由4個(gè)1N4007整流二極管組成整流器的交流輸入端Il相連，該整流器的另一個(gè)交流輸入端12連接于A相晶閘管開關(guān)的下部連接端K1，該整流器的直流輸出端Ql、Q2分別連接于M0C8050光電耦合器的I腳和2腳，所述M0C8050光電耦合器的5腳經(jīng)上拉電阻接至電源正極，M0C8050光電耦合器的4腳接地，所述M0C8050光電耦合器的5腳傳輸至AT89C2051單片機(jī)的12腳及18腳；所述C相過零檢測電路與A相過零檢測電路的組成相同，C相過零檢測電路的M0C8050光電耦合器的5腳傳輸至AT89C2051單片機(jī)的13腳及19腳。
[0007]作為一種優(yōu)選方案，所述外部控制信號(hào)輸入電路的外部控制信號(hào)經(jīng)過電阻和濾波電容后接至TLP521光耦的I腳，所述TLP521光耦的2腳接至外部控制信號(hào)的公共端，TLP521光耦的3腳接地，TLP521光耦的4腳經(jīng)過上拉電阻接至5V電源，TLP521光耦的4腳連接至AT89C2051單片機(jī)的2腳，用于控制單片機(jī)產(chǎn)生晶閘管的觸發(fā)脈沖；所述AT89C2051單片機(jī)電路的的3腳輸出一個(gè)低電平，并點(diǎn)亮3腳所連接的LED發(fā)光二極管，該二極管經(jīng)過電阻至電源，所述AT89C2051單片機(jī)的4腳與5腳接24M的晶振，AT89C2051單片機(jī)的I腳接由電阻與電容組成的阻容復(fù)位電路產(chǎn)生的上電復(fù)位信號(hào)，同時(shí)AT89C2051單片機(jī)的I腳也與所述MAX813L電路的MAX813L復(fù)位芯片的7腳相連，AT89C2051單片機(jī)的12腳接至MAX813L復(fù)位芯片的6腳。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，所述信號(hào)時(shí)序處理電路由74HC00、74HC32以及電阻電容組成，所述74HC00的I腳接至AT89C2051單片機(jī)的2腳，并將該信號(hào)經(jīng)過電阻與電容阻容濾波后接至74HC00的2腳，74HC00的3腳接至74HC32的I腳和4腳，所述AT89C2051單片機(jī)的8腳、9腳所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)送至74HC32的2腳和5腳，由電阻與電容組成的復(fù)位電路的復(fù)位信號(hào)接至74HC32的12腳和10腳，所述74HC32的3腳接至74HC32的13腳，74HC32的6腳接至74HC32的9腳，74HC32的11腳和8腳分別作為A相和C相的觸發(fā)信號(hào)。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，所述驅(qū)動(dòng)隔離電路包括CNY17F-2光耦芯片、IRF640器件、隔離驅(qū)動(dòng)變壓器及外圍電路，將所述信號(hào)時(shí)序處理電路中74HC32的11腳和8腳分別作為A相和C相的觸發(fā)信號(hào)，該觸發(fā)信號(hào)經(jīng)過兩個(gè)CNY17F-2高速光耦隔離后，經(jīng)由兩個(gè)MOSFET管(IRF640)作為功率放大器件而產(chǎn)生兩個(gè)MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述IRF640的I腳接經(jīng)過CNY17F-2高速光耦隔離的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，IRF640的3腳接至12V的地上，IRF640的2腳接至隔離驅(qū)動(dòng)變壓器的原邊繞組上，原邊繞組的另一端接至12V電源，在原邊繞組的兩端并聯(lián)有12V的穩(wěn)壓二極管和1N4007 二極管用于反向續(xù)流，所述隔離驅(qū)動(dòng)變壓器的的兩個(gè)副變繞組分別串接有1N4007 二極管，同時(shí)將吸收電阻和吸收電容以及反向續(xù)流作用的1N4007 二極管并接于輸出端，該輸出端分別接至晶閘管的門極和陰極；所述C相驅(qū)動(dòng)隔離電路與A相驅(qū)動(dòng)隔離電路相同。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，所述外圍電源電路由LH10-10B12模塊電源和IB1205S2W隔離電源模塊組成，將A相晶閘管開關(guān)的上端和系統(tǒng)零線分別接至LH10-10B12模塊電源220V輸入端的火線與零線，LH10-10B12輸出端會(huì)產(chǎn)生12V的電源，同時(shí)將12V電源和12V電源的地(AGBD)分別接至IB1205S2W的I腳和2腳，IB1205S2W的6腳和4腳會(huì)產(chǎn)生5V的工作電源與5V工作電源的地(GND)，同時(shí)為該觸發(fā)電路提供了 12V和AGND，5V和GND兩組工作電源。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:保證對(duì)晶閘管的等壓觸發(fā)，暫態(tài)過程短，觸發(fā)響應(yīng)時(shí)間小于20ms，觸發(fā)過程無涌流并且反向關(guān)斷電壓較小，從而保證了無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償領(lǐng)域的晶閘管的可靠觸發(fā)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為晶閘管等壓投切觸發(fā)電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0013]圖2為A相過零檢測電路示意圖；
[0014]圖3為為外部控制信號(hào)輸入電路示意圖；
[0015]圖4為AT89C2051單片機(jī)電路示意圖；
[0016]圖5為MAX813L電路示意圖；
[0017]圖6為信號(hào)時(shí)序處理電路不意圖一；
[0018]圖7為信號(hào)時(shí)序處理電路示意圖二；
[0019]圖8為A相驅(qū)動(dòng)隔離電路示意圖一；
[0020]圖9為A相驅(qū)動(dòng)隔離電路示意圖二 ；
[0021]圖10為外圍電源電路示意圖一；
[0022]圖11為外圍電源電路示意圖二 ；
[0023]附圖標(biāo)記說明:過零檢測電路1、投切控制保護(hù)電路2、信號(hào)時(shí)序處理電路3、驅(qū)動(dòng)隔離電路4以及外圍電源電路5、A相過零檢測電路1-1、C相過零檢測電路1-2、外部控制信號(hào)輸入電路2-1、AT89C2051單片機(jī)電路2_2、MAX813L電路2_3、A相驅(qū)動(dòng)隔離電路4_1、C相驅(qū)動(dòng)隔離電路4-2。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0025]實(shí)施例:圖1為晶閘管等壓投切觸發(fā)電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，所述的晶閘管等壓投切觸發(fā)電路由過零檢測電路1、投切控制保護(hù)電路2、信號(hào)時(shí)序處理電路3、驅(qū)動(dòng)隔離電路4以及外圍電源電路5組成，所述過零檢測電路I包括A相過零檢測電路1-1和C相過零檢測電路1-2，并連接于投切控制保護(hù)電路2，該投切控制保護(hù)電路2包括外部控制信號(hào)輸入電路2-l、AT89C2051單片機(jī)電路2_2以及MAX813L電路2_3，通過輸入外部控制命令，將所述外部控制信號(hào)輸入電路2-1產(chǎn)生的低電平控制信號(hào)和所述過零檢測電路I產(chǎn)生的過零檢測信號(hào)傳輸至所述AT89C2051單片機(jī)電路2_2，該AT89C2051單片機(jī)電路2_2輸出兩組間隔為160us的高低電平脈沖作為A相和C相晶閘管開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至連接于投切控制保護(hù)電路2的信號(hào)時(shí)序處理電路3，經(jīng)過信號(hào)時(shí)序處理電路3進(jìn)行時(shí)序處理后傳輸至驅(qū)動(dòng)隔離電路4，并產(chǎn)生A相和C相晶閘管開關(guān)驅(qū)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)，所述外圍電源電路5分別連接于投切控制保護(hù)電路2以及驅(qū)動(dòng)隔離電路4。圖2為A相過零檢測電路示意圖，所述A相過零檢測電路的一個(gè)輸入端連接于A相晶閘管開關(guān)的上部連接端K2，經(jīng)過6個(gè)電阻串聯(lián)后與由4個(gè)1N4007整流二極管組成整流器的交流輸入端Il相連，該整流器的另一個(gè)交流輸入端12連接于A相晶閘管開關(guān)的下部連接端Kl，該整流器的直流輸出端Ql、Q2分別連接于M0C8050光電耦合器的I腳和2腳，所述M0C8050光電耦合器的5腳經(jīng)上拉電阻接至電源正極，M0C8050光電耦合器的4腳接地，當(dāng)晶閘管兩端的電壓相等時(shí)，M0C8050光電耦合器的5腳輸出一個(gè)5V高電平信號(hào)，當(dāng)晶閘管兩端電壓不相等時(shí)，M0C8050光電稱合器的5腳輸出OV低電平信號(hào)，所述M0C8050光電耦合器的5腳傳輸至AT89C2051單片機(jī)的12腳及18腳；所述C相過零檢測電路1-2與A相過零檢測電路1-1的組成相同，C相過零檢測電路1-2的M0C8050光電耦合器的5腳傳輸至AT89C2051單片機(jī)的13腳及19腳。這樣單片機(jī)AT89C2051就可以對(duì)A相與C相晶閘管兩端電壓進(jìn)行檢測。如圖3、圖4、圖5所示，投切控制保護(hù)電路2由外部控制信號(hào)輸入電路2-l、AT89C2051單片機(jī)電路2_2、MAX813L電路2-3組成。其中，外部控制信號(hào)經(jīng)過電阻和濾波電容后接至TLP521光耦的I腳，TLP521光耦的2腳接至外部控制信號(hào)的公共端，TLP521光耦的3腳接地，TLP521光耦的4腳經(jīng)過上拉電阻接至5V電源，當(dāng)外部有控制晶閘管導(dǎo)通的控制信號(hào)時(shí)，TLP521光耦的4腳為OV低電平，否則，該管腳為5V高電平。將TLP521光耦的4腳送至AT89C2051單片機(jī)的2腳，用以控制單片機(jī)產(chǎn)生晶閘管的觸發(fā)脈沖。AT89C2051單片機(jī)電路2_2是該觸發(fā)電路的控制核心，該單片機(jī)電路的12腳、18腳以及13腳和19腳分別可以對(duì)A相和C相晶閘管開關(guān)的兩端電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)單片機(jī)的2腳檢測到低電平信號(hào)時(shí)，表示外部有投入晶閘管的控制命令，然后當(dāng)AT89C2051單片機(jī)的13腳和19腳為高電平時(shí)(即C相晶閘管兩端電壓相等時(shí))，會(huì)在AT89C2051單片機(jī)的9腳輸出間隔為160us的高低電平脈沖，高電平與低電平各占80us。然后，通過判斷C相過零檢測電路1-2的輸出信號(hào)是否始終為高電平檢測C相是否已經(jīng)可靠觸發(fā)。在C相可靠觸發(fā)的基礎(chǔ)上，當(dāng)AT89C2051單片機(jī)的12腳和18腳為高電平時(shí)(即A相晶閘管兩端電壓相等時(shí))，會(huì)在AT89C2051單片機(jī)的8腳輸出間隔為160us的高低電平脈沖，高電平與低電平各占80us。然后，通過判斷A相過零檢測電路1-1的輸出信號(hào)是否始終為高電平檢測A相是否已經(jīng)可靠觸發(fā)，如果A相過零檢測電路1-1的輸出信號(hào)始終為高電平，則本次觸發(fā)過程完成，此時(shí)，AT89C2051單片機(jī)的8腳、9腳會(huì)持續(xù)輸出間隔為160us的高低電平脈沖，直到AT89C2051單片機(jī)的2腳為高電平時(shí)才會(huì)停止輸出高低電平脈沖，否貝U，停止產(chǎn)生高低電平脈沖，并產(chǎn)生觸發(fā)錯(cuò)誤信號(hào)，并在AT89C2051單片機(jī)的3腳輸出一個(gè)低電平，并點(diǎn)亮3腳所連接的LED發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)告警。AT89C2051單片機(jī)的4腳與5腳接24M的晶振，AT89C2051單片機(jī)的I腳接由電阻與電容組成的阻容復(fù)位電路產(chǎn)生的上電復(fù)位信號(hào)，同時(shí)AT89C2051單片機(jī)的I腳也與MAX813L復(fù)位芯片的7腳，AT89C2051單片機(jī)的12腳接至MAX813L復(fù)位芯片的6腳，在單片機(jī)程序中每隔1ms，會(huì)讓AT89C2051單片機(jī)的12腳電平狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)MAX813L復(fù)位芯片中計(jì)時(shí)器的清零，當(dāng)程序受到干擾或運(yùn)行異常時(shí)，AT89C2051單片機(jī)的12腳一段時(shí)間沒有電平翻轉(zhuǎn)，于是MAX813L復(fù)位芯片會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生高電平的復(fù)位信號(hào)，使得AT89C2051單片機(jī)復(fù)位，這樣就保證了該觸發(fā)電路的工作可靠性。如圖6、圖7所示，信號(hào)時(shí)序處理電路3由74HC00 (與非門)、74HC32 (或門)以及電阻電容組成的電路構(gòu)成，該信號(hào)時(shí)序處理電路3主要對(duì)當(dāng)控制電路上電時(shí)會(huì)導(dǎo)致AT89C2051單片機(jī)管腳電平的變化可能導(dǎo)致晶閘管誤觸發(fā)的問題進(jìn)行處理，74HC00的I腳接至AT89C2051單片機(jī)的2腳，并將該信號(hào)經(jīng)過一個(gè)電阻與電容阻容濾波后接至74HC00的2腳，這樣當(dāng)該觸發(fā)電路一上電瞬間，74HC00的3腳保持為高電平，這樣就不會(huì)產(chǎn)生因?yàn)樯想娝查g的電平變化而產(chǎn)生錯(cuò)誤的觸發(fā)脈沖，74HC00的3腳接至74HC32的I腳和4腳，AT89C2051單片機(jī)的8腳、9腳所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)送至74HC32的2腳和5腳，由電阻與電容組成的復(fù)位電路的復(fù)位信號(hào)接至74HC32的12腳和10腳，將74HC32的3腳接至74HC32的13腳，將74HC32的6腳接至74HC32的9腳，74HC32的11腳和8腳分別作為A相和C相的觸發(fā)信號(hào)，這樣在單片機(jī)上電復(fù)位時(shí)，74HC32的11腳和8腳始終為高電平，不會(huì)因?yàn)閱纹瑱C(jī)輸出信號(hào)的電平變換而導(dǎo)致晶閘管的誤觸發(fā)。如圖8、圖9所示將信號(hào)時(shí)序處理電路3中74HC32的11腳和8腳分別作為A相和C相的觸發(fā)信號(hào)，經(jīng)過兩個(gè)CNY17F-2高速光耦隔離后，產(chǎn)生兩個(gè)MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，兩個(gè)MOSFET管(IRF640)作為功率放大器件。IRF640的I腳接經(jīng)過CNY17F-2高速光耦隔離的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，IRF640的3腳接至12V的地上，IRF640的2腳接至隔離驅(qū)動(dòng)變壓器的原邊繞組上，原邊繞組的另一端接至12V電源，在原邊繞組的兩端并聯(lián)有12V的穩(wěn)壓二極管和1N4007 二極管(起反向續(xù)流作用)，隔離驅(qū)動(dòng)變壓器的的兩個(gè)副變繞組分別串接有1N4007 二極管，同時(shí)將吸收電阻和吸收電容以及反向續(xù)流作用的1N4007 二極管并接于輸出端，該輸出端分別接至晶閘管的門極和陰極。這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)晶閘管的隔離觸發(fā)驅(qū)動(dòng)。如圖10、圖11所示，為了對(duì)該驅(qū)動(dòng)電路提供工作電源，本發(fā)明中設(shè)計(jì)了外圍電源電路5，該電源電路由LH10-10B12模塊電源和IB1205S2W隔離電源模塊組成，將A相晶閘管開關(guān)的上端和系統(tǒng)零線分別接至LH10-10B12的220V輸入端的火線與零線，LH10-10B12輸出端會(huì)產(chǎn)生12V的電源，同時(shí)將12V電源和12V電源的地(AGBD)分別接至IB1205S2W的I腳和2腳，IB1205S2W6腳和4腳會(huì)產(chǎn)生5V的工作電源與5V工作電源的地(GND)，這樣就為該觸發(fā)電路提供了 12V和AGND，5V和GND兩組工作電源，保證了該觸發(fā)電路的可靠工作。具體實(shí)施時(shí)，該電路主要針對(duì)晶閘管投切補(bǔ)償電容器的觸發(fā)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)外部控制信號(hào)輸入電路2-1檢測到控制命令有效時(shí)，通過C相過零檢測電路1-2會(huì)檢測到C相的過零信號(hào)，當(dāng)C相電壓過零時(shí)，即該相晶閘管兩端電壓相等，此時(shí)會(huì)由AT89C2051單片機(jī)電路2-2產(chǎn)生C相的觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)信號(hào)經(jīng)過信號(hào)時(shí)序處理電路3進(jìn)行延時(shí)與波形處理后，經(jīng)過C相驅(qū)動(dòng)隔離電路4-2產(chǎn)生C相晶閘管的觸發(fā)脈沖，此時(shí)如果觸發(fā)成功，則C相的過零檢測模塊會(huì)始終檢測到有效信號(hào)，然后，在A相晶閘管兩端電壓相等時(shí)即A相過零檢測電路1-1檢測到過零信號(hào)時(shí)，單片機(jī)電路會(huì)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，通過信號(hào)時(shí)序處理和驅(qū)動(dòng)隔離后形成A相晶閘管的觸發(fā)脈沖，在觸發(fā)脈沖的作用下使得A相導(dǎo)通。如果C相觸發(fā)后，檢測不到C相的過零信號(hào)始終有效，則判定C相晶閘管損壞，進(jìn)行保護(hù)停機(jī)。當(dāng)外部控制信號(hào)輸入電路2-1檢測到外部控制命令無效后，會(huì)首先停止A相觸發(fā)信號(hào)，然后檢測A相的過零信號(hào)是否存在，因?yàn)槿绻鸄相晶閘管可靠關(guān)斷，則晶閘管兩端電壓不相等，過零信號(hào)時(shí)無效的，這樣等A相可靠管斷后，再停止C相的觸發(fā)。在關(guān)斷過程中，由于晶閘管的本身特性，保證了在電流為零的時(shí)候關(guān)斷補(bǔ)償支路。這樣本電路可以保證在晶閘管兩端電壓相等的時(shí)候可靠觸發(fā)，在電流為零的時(shí)候可靠關(guān)斷，可以保證投切過程的暫態(tài)過程最短，投切無涌流，關(guān)斷時(shí)反向電壓最低。
[0026]最后需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制性技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種晶閘管等壓投切觸發(fā)電路，其特征在于:所述的晶閘管等壓投切觸發(fā)電路由過零檢測電路(I)、投切控制保護(hù)電路(2)、信號(hào)時(shí)序處理電路(3)、驅(qū)動(dòng)隔離電路(4)以及外圍電源電路(5)組成，所述過零檢測電路(I)包括A相過零檢測電路(1-1)和C相過零檢測電路(1-2)，并連接于投切控制保護(hù)電路(2)，該投切控制保護(hù)電路(2)包括外部控制信號(hào)輸入電路(2-l)、AT89C2051單片機(jī)電路(2_2)以及MAX813L電路(2_3)，通過輸入外部控制命令，將所述外部控制信號(hào)輸入電路(2-1)產(chǎn)生的低電平控制信號(hào)和所述過零檢測電路(I)產(chǎn)生的過零檢測信號(hào)傳輸至所述AT89C2051單片機(jī)電路(2_2)，該AT89C2051單片機(jī)電路(2-2)輸出兩組間隔為160us的高低電平脈沖作為A相和C相晶閘管開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至連接于投切控制保護(hù)電路(2)的信號(hào)時(shí)序處理電路(3)，經(jīng)過信號(hào)時(shí)序處理電路(3)進(jìn)行時(shí)序處理后傳輸至驅(qū)動(dòng)隔離電路(4)，并產(chǎn)生A相和C相晶閘管開關(guān)驅(qū)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)，所述外圍電源電路(5)分別連接于投切控制保護(hù)電路(2)以及驅(qū)動(dòng)隔離電路(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶閘管等壓投切觸發(fā)電路，其特征在于:所述A相過零檢測電路(1-1)的一個(gè)輸入端連接于A相晶閘管開關(guān)的上部連接端K2，經(jīng)過6個(gè)電阻串聯(lián)后與由4個(gè)1N4007整流二極管組成整流器的交流輸入端Il相連，該整流器的另一個(gè)交流輸入端12連接于A相晶閘管開關(guān)的下部連接端Kl，該整流器的直流輸出端Ql、Q2分別連接于M0C8050光電耦合器的I腳和2腳，所述M0C8050光電耦合器的5腳經(jīng)上拉電阻接至電源正極，M0C8050光電耦合器的4腳接地，所述M0C8050光電耦合器的5腳傳輸至AT89C2051單片機(jī)的12腳及18腳 ；所述C相過零檢測電路(1-2)與A相過零檢測電路(1-1)的組成相同，C相過零檢測電路(1-2)的M0C8050光電耦合器的5腳傳輸至AT89C2051單片機(jī)的13腳及19腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶閘管等壓投切觸發(fā)電路，其特征在于:所述外部控制信號(hào)輸入電路(2-1)的外部控制信號(hào)經(jīng)過電阻和濾波電容后接至TLP521光耦的I腳，所述TLP521光耦的2腳接至外部控制信號(hào)的公共端，TLP521光耦的3腳接地，TLP521光耦的4腳經(jīng)過上拉電阻接至5V電源，TLP521光耦的4腳連接至AT89C2051單片機(jī)的2腳，用于控制單片機(jī)產(chǎn)生晶閘管的觸發(fā)脈沖；所述AT89C2051單片機(jī)電路(2_2)的的3腳輸出一個(gè)低電平，并點(diǎn)亮3腳所連接的LED發(fā)光二極管，該二極管經(jīng)過電阻至電源，所述AT89C2051單片機(jī)的4腳與5腳接24M的晶振，AT89C2051單片機(jī)的I腳接由電阻與電容組成的阻容復(fù)位電路產(chǎn)生的上電復(fù)位信號(hào)，同時(shí)AT89C2051單片機(jī)的I腳也與所述MAX813L電路(2_3)的MAX813L復(fù)位芯片的7腳相連，AT89C2051單片機(jī)的12腳接至MAX813L復(fù)位芯片的6腳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶閘管等壓投切觸發(fā)電路，其特征在于:所述信號(hào)時(shí)序處理電路(3)由74HC00、74HC32以及電阻電容組成，所述74HC00的I腳接至AT89C2051單片機(jī)的2腳，并將該信號(hào)經(jīng)過電阻與電容阻容濾波后接至74HC00的2腳，74HC00的3腳接至74HC32的I腳和4腳，所述AT89C2051單片機(jī)的8腳、9腳所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)送至74HC32的2腳和5腳，由電阻與電容組成的復(fù)位電路的復(fù)位信號(hào)接至74HC32的12腳和10腳，所述74HC32的3腳接至74HC32的13腳，74HC32的6腳接至74HC32的9腳，74HC32的11腳和8腳分別作為A相和C相的觸發(fā)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶閘管等壓投切觸發(fā)電路，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)隔離電路(4)包括CNY17F-2光耦芯片、IRF640器件、隔離驅(qū)動(dòng)變壓器及外圍電路，將所述信號(hào)時(shí)序處理電路(3)中74HC32的11腳和8腳分別作為A相和C相的觸發(fā)信號(hào)，該觸發(fā)信號(hào)經(jīng)過兩個(gè)CNY17F-2高速光耦隔離后，經(jīng)由兩個(gè)MOSFET管，所述MOSFET管的型號(hào)為IRF640，作為功率放大器件而產(chǎn)生兩個(gè)MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述IRF640的I腳接經(jīng)過CNY17F-2高速光耦隔離的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，IRF640的3腳接至12V的地上，IRF640的2腳接至隔離驅(qū)動(dòng)變壓器的原邊繞組上，原邊繞組的另一端接至12V電源，在原邊繞組的兩端并聯(lián)有12V的穩(wěn)壓二極管和1N4007 二極管用于反向續(xù)流，所述隔離驅(qū)動(dòng)變壓器的的兩個(gè)副變繞組分別串接有1N4007 二極管，同時(shí)將吸收電阻和吸收電容以及反向續(xù)流作用的1N4007 二極管并接于輸出端，該輸出端分別接至晶閘管的門極和陰極；所述C相驅(qū)動(dòng)隔離電路(4-2)與A相驅(qū)動(dòng)隔離電路(4-1)相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶閘管等壓投切觸發(fā)電路，其特征在于:所述外圍電源電路(5)由LH10-10B12模塊電源和IB1205S2W隔離電源模塊組成，將A相晶閘管開關(guān)的上端和系統(tǒng)零線分別接至LH10-10B12模塊電源220V輸入端的火線與零線，LH10-10B12輸出端會(huì)產(chǎn)生12V的電源，同時(shí)將12V電源和12V電源的地(AGBD)分別接至IB1205S2W的I腳和2腳，IB1205S2W的6腳和4腳會(huì)產(chǎn)生5V的工作電源與5V工作電源的地(GND)，同時(shí)為該觸發(fā)電 路提供了 12V和AGND，5V和GND兩組工作電源。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK203774796SQ201420104363
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】丁祖軍, 劉保連, 張宇林 申請(qǐng)人:淮陰工學(xué)院