本發明涉及電力電子晶閘管控制技術領域，具體涉及一種基于分立元器件的適用于晶閘管驅動的保護性觸發電路。
背景技術：
目前，在大功率的直流輸電系統中，晶閘管仍然是核心器件，單只晶閘管的最大電壓可以達到七八千伏，但是，相對于實際應用的環境來說仍然很偏低。因此，在實際應用時，往往是將晶閘管串聯之后在作用于電氣回路中。由于，晶閘管自身器件特性的離散性無法避免，導致在實際工作過程中無法做到真正意義上的同時開通，處于后開通的晶閘管，將會承受電氣回路中過電壓的沖擊，擊穿或者損壞晶閘管本體。此外，當晶閘管驅動電路正常觸發電氣回路異常時，晶閘管也將承受過電壓的作用，因此，晶閘管驅動電路中應該包含一個相對獨立且穩定可靠的保護性觸發電路模塊，用以防止過電壓對晶閘管造成的損壞。
目前，用于晶閘管驅動的保護性觸發電路，是利用BOD器件串聯作用，提高動作門檻電壓，經濟性和可靠性都較低，是需要解決的問題。
技術實現要素：
本發明的目的是克服現有的用于晶閘管驅動的保護性觸發電路，是利用BOD器件串聯作用，提高動作門檻電壓，但是經濟性和可靠性都較低的問題。本發明的基于分立元器件的保護性觸發電路，能夠利用分立元器件實現晶閘管驅動過程的保護性觸發，實現高電壓環境下的備用保護，結構簡單，穩定可靠，大幅提升了晶閘管驅動中保護性觸發電路的經濟性和可靠性，適用于高電壓環境，運行穩定可靠，具有良好的應用前景。
為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：
一種基于分立元器件的保護性觸發電路，包括儲能電路單元和觸發電路單元，所述儲能電路單元和觸發電路單元相連接，且均以外部晶閘管負極為接地參考點，
所述儲能電路單元，包括第一電容C1、第三電容C3、第一電阻R1、第四電阻R4、第九電阻R9、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第六二極管D6和第二穩壓管V2，
所述第一電容C1的一端與外部晶閘管的正極相連接，所述第一電容C1的另一端串接第一電阻R1后分別與第一二極管D1的正極和第三二極管D3的負極相連接，所述第三二極管D3的正極接地，所述第一二極管D1的負極分別與第二二極管D2的正極、第三電容C3的一端、第四電阻R4的一端相連接，所述第二二極管D2的負極與第二穩壓管V2的負極相連接，所述第二穩壓管V2的正極與第三電容C3的另一端相連接后接地，所述第四電阻R4的另一端與第六二極管D的正極相連接，所述第六二極管D的負極串接第九電阻R6后接地；
所述觸發電路單元，包括第二電容C2、第四電容C4、第二電阻R2、第三電阻R3、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第四二極管D4、第五二極管D5、第七二極管D7、第八二極管D8、第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3、第四三極管Q4、第一穩壓管V1、第三穩壓管V3、第四穩壓管V4和晶閘管T1，
所述第二電阻R2與第十電阻R10串聯之后并接于外部晶閘管的正、負兩極之間，所述第二電容C2并聯在第二電阻R2的兩端，所述第七二極管D7并聯在第十電阻R10的兩端，且其的正極接地，所述第十三電阻R13與第四電容C4并聯且一端接地，所述第十三電阻R13與第四電容C4的另一端與第二三極管Q2的集電極和第三三極管Q3的基極相連接，所述第四穩壓管V4與第九電阻R9并聯，且所述第四穩壓管V4的正極接地，所述第四穩壓管V4的負極分別與第二三極管Q2的基極、第五二極管D5的負極、第六二極管D6的負極、第三三極管Q3的集電極相連接，所述第三三極管Q3的發射極與第四三極管Q4的基極相連接，并通過串接第十二電阻R12接地，所述第四三極管Q4的發射極通過串接第十五電阻R15接地，所述第七電阻R7的一端與第四三極管Q4的集電極相連接，所述第七電阻R7的另一端、第六電阻R6的一端共同與第一三極管Q1的基極相連接，所述第六電阻R6的另一端與晶閘管T1的正極相連接，所述晶閘管T1的正極、第四二極管D4的正極、第一二極管D1的正極共同連接，所述第四二極管D4的負極與第一穩壓管V1的負極相連接，所述第一穩壓管V1的正極、第一三極管Q1的發射極、第五電阻R5的一端共同連接，所述第五電阻R5的另一端接地，所述第一三極管Q1的集電極與晶閘管T1的門極相連接，所述晶閘管T1的門極還通過串接第十一電阻R11和第十四電阻R14接地，所述晶閘管T1的門極還與第三穩壓管V3的負極相連接，所述第三穩壓管V3的正極與晶閘管T1的負極相連接，所述第八電阻R8并聯在第三穩壓管V3的兩端，所述晶閘管T1的負極串接第八二極管D8的正極，所述第五二極管D5的正極串接第三電阻R3后連接穩壓電源。
前述的基于分立元器件的保護性觸發電路，所述穩壓電源的電壓為9V。
前述的基于分立元器件的保護性觸發電路，所述第十一電阻11和第十四電阻14的連接處輸出觸發回報信號，所述第八二極管D8的負極輸出門極觸發信號。
前述的基于分立元器件的保護性觸發電路，所述第一三極管Q1和第二三極管Q2均為PNP型三極管，所述第三三極管Q3和第四三極管Q4均為NPN型三極管。
前述的基于分立元器件的保護性觸發電路，所述第一電容C1和第二電容C2均為高壓電容。
前述的基于分立元器件的保護性觸發電路，所述第一電阻R1和第二電阻R2均為大功率電阻。
前述的基于分立元器件的保護性觸發電路，所述第十電阻R10為可調電位器。
前述的基于分立元器件的保護性觸發電路，所述晶閘管T1的型號為TYN825。
前述的基于分立元器件的保護性觸發電路，所所述第一穩壓管V1和第三穩壓管V3均為5V穩壓管，所述第二穩壓管V2為60V穩壓管，所述第四穩壓管V4為6V穩壓管。
本發明的有益效果是：本發明的基于分立元器件的保護性觸發電路，能夠利用分立元器件實現晶閘管驅動過程的保護性觸發，實現高電壓環境下的備用保護，結構簡單，穩定可靠，大幅提升了晶閘管驅動中保護性觸發電路的經濟性和可靠性，適用于高電壓環境，運行穩定可靠，具有良好的應用前景。
附圖說明
圖1是本發明的基于分立元器件的保護性觸發電路的電路圖。
具體實施方式
下面將結合說明書附圖，對本發明作進一步的說明。
本發明的基于分立元器件的保護性觸發電路，包括儲能電路單元和觸發電路單元，儲能電路單元和觸發電路單元相連接，且均以外部晶閘管負極為接地參考點，保護性觸發電路可工作在高壓環境，輸入端口與晶閘管的正、負兩級并聯，利用RC耦合回路從外部獲取能量，并保存于儲能電容中，待過電壓達到保護性觸發門檻值時，儲能電容能量泄放開通晶閘管并產生回報指示信號，整個電路由電阻、電容、二極管、三極管以及晶閘管組成，電路采用純模擬電路架構，在高壓環境中能夠穩定可靠的運行，克服了目前晶閘管驅動設計領域利用BOD器件串聯實現保護性觸發所造成的經濟性和可靠性不足的問題，具體電路，如圖1所示，
所述儲能電路單元，包括第一電容C1、第三電容C3、第一電阻R1、第四電阻R4、第九電阻R9、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第六二極管D6和第二穩壓管V2，
所述第一電容C1的一端與外部晶閘管的正極相連接，所述第一電容C1的另一端串接第一電阻R1后分別與第一二極管D1的正極和第三二極管D3的負極相連接，所述第三二極管D3的正極接地，所述第一二極管D1的負極分別與第二二極管D2的正極、第三電容C3的一端、第四電阻R4的一端相連接，所述第二二極管D2的負極與第二穩壓管V2的負極相連接，所述第二穩壓管V2的正極與第三電容C3的另一端相連接后接地，所述第四電阻R4的另一端與第六二極管D的正極相連接，所述第六二極管D的負極串接第九電阻R6后接地；
所述儲能電路單元的工作原理如下：晶閘管在正常運行過程中，以晶閘管的負極為參考，隨著正極電壓的爬升，外部能量通過第一電容C1和第一電阻R1的耦合并經第一二極管D1給第三電容C3充電，這里的第三電容C3為儲能電容用于儲備能量，當第三電容C3的電壓達到60V時，被第二穩壓管V2鉗位，第二穩壓管V2為60V穩壓管，隨著晶閘管正極電壓的跌落，第三電容C3中的能量通過第四電阻R4、第六二極管D6與第九電阻R9形成的對地通道泄放，此充放電過程周期循環，從而達到儲能的作用。
所述觸發電路單元，包括第二電容C2、第四電容C4、第二電阻R2、第三電阻R3、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第四二極管D4、第五二極管D5、第七二極管D7、第八二極管D8、第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3、第四三極管Q4、第一穩壓管V1、第三穩壓管V3、第四穩壓管V4和晶閘管T1，
所述第二電阻R2與第十電阻R10串聯之后并接于外部晶閘管的正、負兩極之間，所述第二電容C2并聯在第二電阻R2的兩端，所述第七二極管D7并聯在第十電阻R10的兩端，且其的正極接地，所述第十三電阻R13與第四電容C4并聯且一端接地，所述第十三電阻R13與第四電容C4的另一端與第二三極管Q2的集電極和第三三極管Q3的基極相連接，所述第四穩壓管V4與第九電阻R9并聯，且所述第四穩壓管V4的正極接地，所述第四穩壓管V4的負極分別與第二三極管Q2的基極、第五二極管D5的負極、第六二極管D6的負極、第三三極管Q3的集電極相連接，所述第三三極管Q3的發射極與第四三極管Q4的基極相連接，并通過串接第十二電阻R12接地，所述第四三極管Q4的發射極通過串接第十五電阻R15接地，所述第七電阻R7的一端與第四三極管Q4的集電極相連接，所述第七電阻R7的另一端、第六電阻R6的一端共同與第一三極管Q1的基極相連接，所述第六電阻R6的另一端與晶閘管T1的正極相連接，所述晶閘管T1的正極、第四二極管D4的正極、第一二極管D1的正極共同連接，所述第四二極管D4的負極與第一穩壓管V1的負極相連接，所述第一穩壓管V1的正極、第一三極管Q1的發射極、第五電阻R5的一端共同連接，所述第五電阻R5的另一端接地，所述第一三極管Q1的集電極與晶閘管T1的門極相連接，所述晶閘管T1的門極還通過串接第十一電阻R11和第十四電阻R14接地，所述晶閘管T1的門極還與第三穩壓管V3的負極相連接，所述第三穩壓管V3的正極與晶閘管T1的負極相連接，所述第八電阻R8并聯在第三穩壓管V3的兩端，所述晶閘管T1的負極串接第八二極管D8的正極，所述第五二極管D5的正極串接第三電阻R3后連接穩壓電源。
所述穩壓電源的電壓為9V，所述第十一電阻11和第十四電阻14的連接處輸出觸發回報信號，所述第八二極管D8的負極輸出門極觸發信號，所述第一三極管Q1和第二三極管Q2均為PNP型三極管，所述第三三極管Q3和第四三極管Q4均為NPN型三極管。
所述第一電容C1和第二電容C2均為高壓電容，所述第一電阻R1和第二電阻R2均為大功率電阻，且為均壓電阻，所述第十電阻R10為可調電位器，所述晶閘管T1的型號為TYN825，所所述第一穩壓管V1和第三穩壓管V3均為5V穩壓管，所述第四穩壓管V4為6V穩壓管。
所述觸發電路單元的工作原理如下：由于第十電阻R10為可調電位器，其的阻值控制保護性觸發的實際門檻值，可通過調整第十電阻R10阻值調整保護性觸發的門檻，晶閘管T1正常運行過程中，第三電阻R3外接9V穩壓電源，通過第四穩壓管V4的穩壓作用將第二三極管Q2的基極電壓固定在6V，第十電阻R10與第二電阻R2并聯對晶閘管T1的正極電壓進行分壓，第二電阻R2的阻值遠遠超過第十電阻R10阻值，導致第十電阻R10的分壓很小，正常情況下無法超過6V，從而無法開通第二三極管Q2，使得后續的第三三極管Q3、第四三極管Q4與第一三極管Q1均處于截止狀態，晶閘管T1的門極無觸發脈沖產生；當晶閘管T1的正極電壓持續上升以至第十電阻R10的分壓超過6V時，第二三極管Q2從截止狀態轉向導通狀態，并依次開通第三三極管Q3、第四三極管Q4與第一三極管Q1，隨著第一三極管Q1的開通，晶閘管T1的門極得到了觸發信號，此時，儲備在第三電容C3中的能量獲得了低阻抗泄放路徑，大部分能量可直接通過晶閘管T1和第八二極管D8泄放作用于外部晶閘管的門極，從而形成外部的保護性觸發信號，還有一小部分能量通過第三穩壓管V3、第十一電阻R11與第十四電阻R14對地泄放，在第十一電阻R11與第十四電阻R14連接處形成觸發回報信號，可供外部電路采集。
綜上所述，本發明的基于分立元器件的保護性觸發電路，能夠利用分立元器件實現晶閘管驅動過程的保護性觸發，實現高電壓環境下的備用保護，結構簡單，穩定可靠，大幅提升了晶閘管驅動中保護性觸發電路的經濟性和可靠性，適用于高電壓環境，運行穩定可靠，具有良好的應用前景。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。