一種適用高壓tsc無功補償裝置的晶閘管驅動電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及高壓晶閘管閥驅動【技術領域】，具體為一種適用高壓TSC無功補償裝置的晶閘管驅動電路。該驅動電路包括光纖驅動信號發生器、晶閘管驅動和保護裝置、晶閘管、緩沖電路和高位取能電路，其中光纖驅動信號發生器，根據檢測的電網電壓和相位信號，輸入到晶閘管驅動和保護裝置中；晶閘管驅動和保護裝置通過一光電脈沖變換器輸出電脈沖，該裝置從后級的高位取能電路獲取能量，將轉換而來的電信號功率放大，施加到晶閘管元件的門極上，使之觸發導通；緩沖電路，減少在反向電壓建立的過程中作用在晶閘管3上的過電壓。本實用新型解決了體積龐大、價格昂貴的問題，大大的節省了系統的成本和體積，同時，也沒有電磁干擾導致可控硅誤觸發的隱患。
【專利說明】—種適用高壓TSC無功補償裝置的晶閘管驅動電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高壓晶閘管閥驅動【技術領域】，具體為一種適用高壓TSC無功補償裝置的晶閘管驅動電路。
【背景技術】
[0002]在高壓無功補償領域，市場上最為常見的、已經產品化的開關器件即晶閘管，又名可控娃(Silicon-Controlled Rectifier).在實際應用中，為了提高單機容量,常常將幾個SCR串聯使用，但一旦其中一個SCR該導通時沒有導通，就會導致過壓損壞，進而會使一組串聯的SCR損壞。因此，一個高性能、高可靠性的壓晶閘管閥驅動技術至關重要。
[0003]分析國際上常用的晶閘管驅動技術，可以分為三類，直接驅動式、低壓取能隔離驅動式、高壓取能隔離驅動式。
[0004]直接驅動式的缺點為:其能量提供和信號檢測、提供都由低壓側提供，其信號觸發質量往往受限于電流互感器、低壓側電源，不夠靈活。觸發脈沖穿行于高電磁干擾環境，容易引起控制電路誤觸發，在更高電壓和容量的應用中，電磁兼容問題、絕緣問題、觸發的強度、陡度、以及觸發的一致性，都更加難以保證。
[0005]低壓取能隔離驅動式的優點是可以隔離能量提供和信號檢測端，但考慮到較高的電氣應力，其隔離變壓器往往體積較大，元器件數量也很多，同時其噪聲干擾也是不得不考慮的問題。尤其是在更高電壓、更大容量的工程應用中，絕緣和電磁兼容問題顯得更加突出，用于隔離的脈沖變壓器或電流互感器的絕緣要求更加嚴格，制造成本更高。
[0006]高壓取能隔離驅動式雖然不需要低壓端而避免一些隔離問題，但其SCR觸發所需的能量往往會受到限制。其通用的基于BOD器件的晶閘管自供電觸發系統在實際應用中有更多缺點如體積大、成本高、高壓設計困難、損耗較大、觸發脈沖不可控、對光纖信號的收發也難以提供足夠的能量。
實用新型內容
[0007]本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種適用高壓TSC無功補償裝置的晶閘管驅動電路，旨在解決體積龐大、價格昂貴的問題。
[0008]本實用新型是這樣實現的，一種適用高壓TSC無功補償裝置的晶閘管驅動電路，該驅動電路包括光纖驅動信號發生器、晶閘管驅動和保護裝置、晶閘管、緩沖電路和高位取能電路，其中所述光纖驅動信號發生器，根據檢測的電網電壓和相位信號，通過數字技術計算得出晶閘管投切信號，并以光信號的模式通過低功耗的光纖傳輸，輸入到晶閘管驅動和保護裝置中；
[0009]所述晶閘管驅動和保護裝置通過一光電脈沖變換器輸出電脈沖，該裝置從后級的高位取能電路獲取能量，將轉換而來的電信號功率放大，施加到晶閘管元件的門極上，使之觸發導通；
[0010]所述緩沖電路，由阻尼電阻串聯阻尼電容組成的RC阻尼電路串聯一反向鉗位二極管后與一限流電阻并聯后連接在晶閘管的陽極和陰極；
[0011]所述高位取能電路，從高壓系統中提取能量，輸送到晶閘管驅動和保護裝置以驅動晶閘管。
[0012]進一步地，所述高位取能電路包括一整流二極管串聯一儲能電容與一電壓鉗位電路并聯后連接在反相鉗位二極管兩端，整流二極管與儲能電容之間連接電壓Vcc。
[0013]進一步地，所述反向鉗位二極管的正極與晶閘管的陰極連接。
[0014]進一步地，整流二極管的正極與反向鉗位二極管的負極連接。
[0015]本實用新型與現有技術相比，有益效果在于:本實用新型中緩沖電路與晶閘管同電位，高位取能電路的地電位仍屬于高壓系統，在控制與信號系統采用光纖連接后，解決了體積龐大、價格昂貴的高壓隔離變壓器，大大的節省了系統的成本和體積，同時，也沒有電磁干擾導致可控硅誤觸發的隱患。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型實施例提供的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0018]如圖1所示，一種適用高壓TSC無功補償裝置的晶閘管驅動電路，該驅動電路包括光纖驅動信號發生器1、晶閘管驅動和保護裝置2、晶閘管3、緩沖電路4和高位取能電路5，其中光纖驅動信號發生器1，根據檢測的電網電壓和相位信號，通過數字技術計算得出晶閘管投切信號，并以光信號的模式通過低功耗的光纖傳輸，輸入到晶閘管驅動和保護裝置2中，其典型的輸入功率級約為lmW，晶閘管驅動和保護裝置2采用常規的晶閘管驅動和保護；晶閘管驅動和保護裝置2通過一光電脈沖變換器輸出電脈沖，該裝置從后級的高位取能電路5獲取能量，將轉換而來的電信號功率放大，施加到晶閘管3元件的門極上，使之觸發導通，晶閘管3的陽極與晶閘管驅動和保護裝置2之間連接有一陽極電壓反饋電阻Rfb ；緩沖電路4，由阻尼電阻RS串聯一阻尼電容CS組成的RC阻尼電路串聯一反向鉗位二極管Drc后與一限流電阻Rb并聯后連接在晶閘管3的陽極和陰極，RC阻尼電路用于減少在反向電壓建立的過程中作用在晶閘管3上的過電壓，限流電阻Rb則用于進一步較少所作用的晶閘管3及附近同閥內的晶閘管3共同開關時產生的電壓毛刺。高位取能電路5，從高壓系統中提取能量，輸送到晶閘管驅動和保護裝置2以驅動晶閘管3。高位取能電路5包括一整流二極管Ddb串聯一儲能電容Ces與一電壓鉗位電路并聯后連接在反相鉗位二極管Drc兩端，整流二極管Ddb與儲能電容Ces之間連接電壓Vcc。反向鉗位二極管Drc的正極與晶閘管3的陰極連接。整流二極管Ddb的正極與反向鉗位二極管Drc的負極連接。
[0019]高位取能電路5，借助緩沖電路4從高壓系統中提取能量，當晶閘管3關斷，兩端電壓上升時,其dv/dt > 0，流經C緩沖電路的電流i通過緩沖電容Cs、緩沖電阻Rs和整流二極管Ddb向儲能電容Ces充電，當充電達到預設值時，觸發電壓鉗位電路，將整流二極管Ddb陽極和反向鉗位二極管Drc的陽極短接，使整流二極管Ddb截止，起到隔離儲能電容Ces的作用，使儲能電容Ces上的電壓保持恒定。反向鉗位二極管Drc的作用是當晶閘管3的兩端反相后，反向鉗位二極管Drc導通，弱化高位取能電路對緩沖電路的影響。儲能電容Ces上的電壓Vcc，直接提供給晶閘管驅動和保護裝置2，為信號放大提供功率支持。
[0020]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種適用高壓TSC無功補償裝置的晶閘管驅動電路，其特征在于，該驅動電路包括光纖驅動信號發生器、晶閘管驅動和保護裝置、晶閘管、緩沖電路和高位取能電路，其中所述光纖驅動信號發生器，根據檢測的電網電壓和相位信號，通過數字技術計算得出晶閘管投切信號，并以光信號的模式通過低功耗的光纖傳輸，輸入到晶閘管驅動和保護裝置中； 所述晶閘管驅動和保護裝置通過一光電脈沖變換器輸出電脈沖，該裝置從后級的高位取能電路獲取能量，將轉換而來的電信號功率放大，施加到晶閘管元件的門極上，使之觸發導通； 所述緩沖電路，由阻尼電阻串聯阻尼電容組成的RC阻尼電路串聯一反向鉗位二極管后與一限流電阻并聯后連接在晶閘管的陽極和陰極； 所述高位取能電路，從高壓系統中提取能量，輸送到晶閘管驅動和保護裝置以驅動晶閘管。
2.如權利要求1所述的適用高壓TSC無功補償裝置的晶閘管驅動電路，其特征在于，所述高位取能電路包括一整流二極管串聯一儲能電容與一電壓鉗位電路并聯后連接在反相鉗位二極管兩端，整流二極管與儲能電容之間連接電壓Vcc。
3.如權利要求1或2所述的適用高壓TSC無功補償裝置的晶閘管驅動電路，其特征在于，所述反向鉗位二極管的正極與晶閘管的陰極連接。
4.如權利要求2所述的適用高壓TSC無功補償裝置的晶閘管驅動電路，其特征在于，整流二極管的正極與反向鉗位二極管的負極連接。
【文檔編號】H03K17/72GK203691366SQ201320835418
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】程祥, 潘曉東, 張禹科, 徐天明 申請人:遼寧東盛安信電能控制技術有限公司