CN107154795A - 一种串联晶闸管均压的方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种串联晶闸管均压的方法、装置及系统，该方法包括：获取包括多个串联晶闸管的串联线路的总电压(101)；根据所述总电压，获取每一个晶闸管阳极与阴极之间的标准电压信号(102)；获取所述每一个晶闸管阳极与阴极之间的当前电压信号(103)；根据所述标准电压信号及所述当前电压信号，形成对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号(104)；根据对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号，驱动所述每一个晶闸管(105)。该装置包括：标准电压获取电路(201)、当前电压获取电路(202)、第一运算电路(203)及驱动电路(204)。本方案能够提供更加适合于晶闸管的门极驱动电流。

Description

一种串联晶闸管均压的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及电子工程技术领域，特别涉及一种串联晶闸管均压的方法、装置及系统。

背景技术

晶闸管是晶体闸流管的简称，又被称为可控硅整流器，是电子工程技术领域常用的电子元件，能够在高电压、大电流条件下工作，被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。为了提高晶闸管承受电压的能力，通常将多个晶闸管进行串联，以应用于高电压电路。

由于晶闸管自身参数及门极驱动电路存在差异，导致相互串联的晶闸管的导通速率不同，使相互串联的各个晶闸管两端的电压出现不平衡的情况，其中，导通速率较慢的晶闸管由于承受较大的电压而容易被损坏。

为了避免相互串联的晶闸管由于出现电压不平衡而损坏，目前一般采用强制触发的方法，预设一个固定大小的门极驱动电流，通过该门极驱动电流强制触发相互串联的各个晶闸管的门极，使相互串联的各个晶闸管能够同时导通，从而保证相互串联的各个晶闸管在导通过程中两端电压的均衡，避免由于电压过大而损坏。

针对于现有技术实现串联晶闸管均压的方法，采用同一个固定大小的门极驱动电流强制触发相互串联的各个晶闸管的门极，由于各个晶闸管自身参数的不同，门极驱动电流过大可能导致部分晶闸管损坏，而门极驱动电流过小又可能导致部分晶闸管不能导通。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种串联晶闸管均压的方法、装置及系统，能够提供更加适合于晶闸管的门极驱动电流。

本发明实施例提供了一种串联晶闸管均压的方法，包括：

获取包括多个串联晶闸管的串联线路的总电压；

根据所述总电压，获取每一个晶闸管阳极与阴极之间的标准电压信号；

获取所述每一个晶闸管阳极与阴极之间的当前电压信号；

根据所述标准电压信号及所述当前电压信号，形成对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号；

根据对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号，驱动所述每一个晶闸管。

在本发明一个优选实施例中，所述根据所述总电压，获取每一个晶闸管阳极与阴极之间的标准电压信号包括：

根据所述总电压确定所述每一个晶闸管阳极与阴极之间的初始电压，根据所述初始电压及预先设定的控制参数，形成对应于所述每一个晶闸管的阳极与阴极之间电压随时间变化的压降曲线，根据所述每一个晶闸管对应的压降曲线中当前时间对应的电压值，形成所述每一个晶闸管对应的标准电压信号。

在本发明一个优选实施例中，所述根据对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号，驱动所述每一个晶闸管包括：

根据预设的放大系数，将对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号进行放大处理，形成对应于所述每一个晶闸管的门极驱动电流，通过对应于所述每一个晶闸管的门极驱动电流，驱动所述每一个晶闸管。

在本发明另一个优选实施例中，在所述根据对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号，驱动所述每一个晶闸管之前进一步包括：获取对应于所述每一个晶闸管的门极的当前驱动电流信号；

相应地，所述根据对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号，驱动所述每一个晶闸管包括：根据对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号及当前驱动电流信号，形成对应于所述每一个晶闸管的门极驱动电流信号，根据预设的放大系数将对应于所述每一个晶闸管的门极驱动电流信号进行放大处理，形成对应于所述每一个晶闸管的门极驱动电流，通过对应于所述每一个晶闸管的门极驱动电流，驱动所述每一个晶闸管。

在本发明一个优选实施例中，所述根据对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号及当前驱动电流信号，形成对应于所述每一个晶闸管的门极驱动电流信号包括：

针对于所述每一个晶闸管，根据该晶闸管对应的标准驱动电流信号与当前驱动电流信号之间的差值，进行比例积分运算，获得该晶闸管对应的门极驱动电流信号。

在本发明一个优选实施例中，所述根据所述标准电压信号及所述当前电压信号，形成对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号包括：

针对于所述每一个晶闸管，根据该晶闸管对应的标准电压信号与当前电压信号之间的差值，进行比例积分运算，获得该晶闸管对应的标准驱动电流信号。

本发明实施例还提供了一种串联晶闸管均压的装置，与外部晶闸管相连，包括：

标准电压获取电路，用于获取包括多个串联晶闸管的串联线路的总电压，并根据所述总电压获取所述晶闸管阳极与阴极之间的标准电压信号；

当前电压获取电路，用于获取所述晶闸管阳极与阴极之间的当前电压信号；

第一运算电路，用于根据所述标准电压获取电路获取的标准电压信号及所述当前电压获取电路获取的当前电压信号，形成对应于所述晶闸管的标准驱动电流信号；

驱动电路，用于根据所述第一运算电路形成的标准驱动电流信号，驱动所述晶闸管。

在本发明一个优选实施例中，所述标准电压获取电路包括：控制芯片及数模转换器；

所述控制芯片，用于根据所述总电压确定所述晶闸管阳极与阴极之间的初始电压，根据所述初始电压及预先设定的控制参数，形成对应于所述晶闸管的阳极与阴极之间电压随时间变化的压降曲线，并将所述压降曲线中当前时间对应的电压值发送给所述数模转换器；

所述数模转换器，用于根据所述控制芯片发送的电压值，形成所述晶闸管对应的标准电压信号。

在本发明一个优选实施例中，所述驱动电路包括：三极管、MOS管、电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻，其中，

所述三极管的基极与所述第一运算电路相连，所述三极管的集电极及所述MOS管的源极分别与所述电源相连，所述三极管的发射极通过所述第一电阻接地，所述三极管的发射极通过所述第二电阻与所述MOS管的栅极相连；

所述MOS管的漏极通过所述第三电阻接地，所述MOS管的漏极通过所述第四电阻与所述晶闸管的门极相连；

所述三极管接收所述第一运算电路输入的标准驱动电流信号，对所述标准驱动电流信号进行放大处理，所述MOS管及所述第四电阻形成对应的门极驱动电流，将门极驱动电流输入到所述晶闸管的门极，以对所述晶闸管进行驱动。

在本发明另一个优选实施例中，该装置进一步包括：当前驱动电流获取电路，用于获取所述晶闸管的门极的当前驱动电流信号，并将所述当前驱动电流信号输入到所述驱动电路；

所述驱动电路包括：第二运算电路及放大电路；

所述第二运算电路包括：第二运算放大器、第五电阻、第六电阻及第二电容，其中，

所述第五电阻的一端与所述当前驱动电流获取电路相连，另一端与所述第二运算放大器的反相输入端相连；

所述第六电阻与所述第二电容并联，该并联线路的一端与所述第二运算放大器的反相输入端相连，该并联线路的另一端与所述第二运算放大器的输出端相连；

所述第二运算放大器的同相输入端与所述第一运算电路相连，所述第二运算放大器的输出端与所述放大电路相连；

所述第二运算放大器根据所述当前驱动电流获取电路输入的当前驱动电流信号及所述第一运算电路输入的标准驱动电流信号，形成对应于所述晶闸管的门极驱动电流信号，并将所述门极驱动电流信号传输给所述放大电路；

所述放大电路，用于对所述第二运算电路输入的门极驱动电流信号进行放大处理，形成对应于所述晶闸管的门极驱动电流，将该门极驱动电流传输至所述晶闸管的门极，对所述晶闸管进行驱动。

在本发明一个优选实施例中，当该装置包括所述第二运算电路时，在所述第二运算电路中，所述第二运算放大器用于根据所述第一运算电路输入的标准驱动电流信号与所述当前驱动电流获取电路输入的当前驱动电流信号之间的差值，进行比例积分运算，获得所述晶闸管对应的门极驱动电流信号。

在本发明一个优选实施例中，所述第一运算电路包括：第一运算放大器、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻及第一电容，其中，

所述第九电阻的一端与所述当前电压获取电路相连，另一端与所述第一运算放大器的反相输入端相连；

所述第十电阻与所述第一电容并联，该并联线路的一端与所述第一运算放大器的反相输入端相连，该并联线路的另一端与所述第一运算放大器的输出端相连；

所述第七电阻的一端与所述标准电压获取电路相连，另一端与所述第一运算放大器的同相输入端相连；

所述第八电阻一端与所述第一运算放大器的同相输入端相连，另一端接地；

所述第一运算放大器的输出端与所述驱动电路相连；

所述第一运算放大器根据所述当前电压获取电路输入的当前电压信号与所述标准电压获取电路输入的标准电压信号之间的差值，进行比例积分运算，获得所述晶闸管对应的标准驱动电流信号，并将该标准驱动电流信号传输给所述驱动电路。

本发明实施例还提供了一种串联晶闸管均压的系统，包括：

至少两个相互串联的晶闸管，至少两个本发明实施例提供的任意一种串联晶闸管均压的装置，每一个所述晶闸管对应连接一个所述串联晶闸管均压的装置；

所述晶闸管，用于根据门极驱动电流，执行导通动作。

通过本发明实施例提供的串联晶闸管均压的方法、装置及系统，在串联晶闸管电路内各个晶闸管导通的过程中，将每一个晶闸管两端的当前电压信号与标准电压信号进行比较，根据每一个晶闸管的状态形成对应的标准驱动电流信号，根据标准驱动电流信号对晶闸管进行驱动，因此，是根据每一个晶闸管对应的电压和电流特点来进行驱动，而不是通过一个固定大小的门极驱动电流对所有晶闸管进行驱动，从而能够提供更加适合于晶闸管的门极驱动电流。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的一种串联晶闸管均压的方法流程图；

图2是本发明一个实施例提供的一种串联晶闸管均压的装置示意图；

图3是本发明一个实施例提供的一种驱动电路的示意图；

图4是本发明另一个实施例提供的一种驱动电路的示意图；

图5是本发明一个实施例提供的一种第一运算电路的示意图；

图6是本发明另一个实施例提供的一种晶闸管串联均压的装置示意图；

图7是本发明一个实施例提供的一种串联晶闸管均压的系统示意图；

图8是本发明另一个实施例提供的一种串联晶闸管均压的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种串联晶闸管均压的方法，该方法可以包括以下步骤：

步骤101：获取包括多个串联晶闸管的串联线路的总电压；

步骤102：根据所述总电压，获取每一个晶闸管阳极与阴极之间的标准电压信号；

步骤103：获取所述每一个晶闸管阳极与阴极之间的当前电压信号；

步骤104：根据所述标准电压信号及所述当前电压信号，形成对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号；

步骤105：根据对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号，驱动所述每一个晶闸管。

本发明实施例提供了一种串联晶闸管均压的方法，在串联晶闸管电路内各个晶闸管导通的过程中，将每一个晶闸管两端的当前电压信号与标准电压信号进行比较，根据每一个晶闸管的状态形成对应的标准驱动电流信号，根据标准驱动电流信号对晶闸管进行驱动，因此，是根据每一个晶闸管对应的电压和电流特点来进行驱动，而不是通过一个固定大小的门极驱动电流对所有晶闸管进行驱动，从而能够提供更加适合于晶闸管的门极驱动电流。

在本发明一个实施例中，根据包括多个串联晶闸管的串联线路的总电压，获取每一个晶闸管两端的初始电压，根据每一个晶闸管的初始电压及预先设定的控制参数，形成对应于每一个晶闸管的两端电压随时间变化的压降曲线，根据当前时间各个压降曲线对应的电压值，形成每一个晶闸管对应的标准电压信号。这样，通过形成各个晶闸管对应的压降曲线，可以根据时间变量快速确定每一个晶闸管两端电压的理论值，从而提高了该串联晶闸管均压的方法的反应速率。

在本发明一个实施例中，根据每一个晶闸管对应的标准电压信号和当前电压信号形成对应于每一个晶闸管的标准驱动电流信号后，根据预先设定的放大系数，将对应于每一个晶闸管的标准驱动电流信号进行放大处理，形成对应于每一个晶闸管的门极驱动电流，通过每一个晶闸管对应的门极驱动电流驱动对应的晶闸管。这样通过对标准驱动电流信号进行放大形成门极驱动电流，实现方式简单，保证对晶闸管门极驱动的有效性，提高该串联晶闸管均压方法的准确性。

在本发明一个实施例中，在获取到对应于每一个晶闸管的标准驱动电流信号之后，还可以获取对应于每一个晶闸管的门极的当前驱动电流信号，根据每一个晶闸管对应的标准驱动电流信号及当前驱动电流信号，形成对应于每一个晶闸管的门极驱动电流信号，通过对门极驱动电流信号进行放大处理，形成每一个晶闸管对应的门极驱动电流，通过每一个晶闸管对应的门极驱动电流驱动对应的晶闸管。这样，根据晶闸管的门极的当前驱动电流信号与晶闸管的标准驱动电流信号形成晶闸管的门极驱动电流信号，可以通过晶闸管门极的当前电流对晶闸管对应的标准电流进行均衡，避免直接通过标准驱动电流信号驱动晶闸管产生的波动，提高了该串联晶闸管均压的方法的稳定性。

在本发明一个实施例中，在根据标准驱动电流信号及当前驱动电流信号形成门极驱动电流信号时，针对于每一个晶闸管，根据该晶闸管对应的标准驱动电流信号及当前驱动电流信号之间的差值，进行比例积分运算，获得该晶闸管对应的门极驱动电流信号。这样，通过对晶闸管标准驱动电流信号与当前驱动电流信号之间的差值进行比例积分运算，晶闸管的门极的当前驱动电流信号可以对晶闸管的标准驱动电流信号进行均衡，避免晶闸管的标准驱动电流信号产生较大的波动，提供更加稳定的门极驱动电流，从而提高了该串联晶闸管均压的方法的稳定性。

在本发明一个实施例中，在根据标准电压信号及当前电压信号形成标准驱动电流信号时，针对于每一个晶闸管，根据该晶闸管对应的标准电压信号及当前电压信号之间的差值，进行比例积分运算，从而获得该晶闸管对应的标准驱动电流信号。这样，根据晶闸管两端电压的实际值与理论标准值的差距，通过比例积分运算，获得晶闸管的标准驱动电流信号，根据标准驱动电流信号对晶闸管的门极进行驱动，从而为晶闸管提供更加适合的门极驱动电流。

如图2所示，本发明一个实施例提供了一种串联晶闸管均压的装置，该装置与外部的晶闸管相连，包括：标准电压获取电路201、当前电压获取电路202、第一运算电路203及驱动电路204；

所述标准电压获取电路201，用于获取包括多个串联晶闸管的串联线路的总电压，并根据所述总电压获取所述晶闸管的标准电压信号；

所述当前电压获取电路202，用于获取所述晶闸管两端的当前电压信号；

所述第一运算电路203，用于根据所述标准电压获取电路201获取的标准电压信号及所述当前电压获取电路202获取的当前电压信号，形成对应于所述晶闸管的标准驱动电流信号；

所述驱动电路204，用于根据所述第一运算电路203形成的标准驱动电流信号，驱动所述晶闸管。

在本发明一个实施例中，标准电压获取电路201包括控制芯片2011及数模转换器2012，所述控制芯片2011根据包括多个串联晶闸管的串联线路的总电压，确定相连晶闸管的初始电压，根据初始电压及预先设定的控制参数，形成对应于该晶闸管的两端电压随时间变化的压降曲线，获取当前时间压降曲线对应的电压值，将该电压值发送给所述数模转换器2012，所述数模转换器2012根据接收到的电压值，形成所述晶闸管的标准电压信号，为晶闸管门极驱动电流提供理论依据。

在本发明一个实施例中，如图3所示，驱动电路204包括：三极管T1、MOS管M1、电源VCC、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4；

三极管T1的基极与第一运算电路203相连，三极管T1的集电极及MOS管M1的源极分别与电源VCC相连，三极管T1的发射极通过第一电阻R1接地，MOS管M1的漏极通过第三电阻R3接地，三极管T1的发射极通过第二电阻R2与MOS管M1的栅极相连，MOS管M1的漏极通过第四电阻R4与晶闸管T2的门极相连；

三极管T1对第一运算电路203输入的标准驱动电流信号进行放大，MOS管M1根据放大后的标准驱动电流信号形成门极驱动电压，通过第四电阻R4后形成对应的门极驱动电流，将门极驱动电流传输给晶闸管T2的门极。

在本发明一个实施例中，该装置还可以包括当前驱动电流获取电路205，当前驱动电流获取电路205用于获取晶闸管的门极的当前驱动电流信号，并将获取到的当前驱动电流信号传输给驱动电路，相应地，如图4所示，驱动电路204包括第二运算电路2041及放大电路2042，其中第二运算电路2041包括：第二运算放大器O2、第五电阻R5、电流电子R6及第二电容C2；

第五电阻R5的一端与当前驱动电流获取电路205相连，另一端与第二运算放大器O2的反相输入端相连；第六电阻R6与第二电容C2并联，该并联线路的一端与第二运算放大器O2的反相输入端相连，该并联线路的另一端与第二运算放大器O2的输出端相连；第二运算放大器O2的同相输入端与第一运算电路203相连，第二运算放大器O2的输出端与放大电路2042相连；

放大电路2042的结构可以与图3所示的驱动电路相同，其中三极管T1的基极与第二运算放大器O2的输出端相连，第四电阻R4与晶闸管T2的门极相连；

在第二运算电路2041中，第二运算放大器O2根据当前驱动电流获取电路205输入的当前驱动电流信号及第一运算电路203输入的标准驱动电流信号，形成对应于相连晶闸管的门极驱动电流信号，经过放大电路2042放大处理后形成门极驱动电流，将该门极驱动电流传输给晶闸管的门极，对晶闸管进行驱动。

在本发明一个实施例中，如图4所示的第二运算电路2041中，第二运算放大器O2根据第一运算电路203输入的标准驱动电流信号与当前驱动电流获取电路205输入的当前驱动电流信号之间的差值，进行比例积分运算，获得对应于相连晶闸管的门极驱动电流信号。

在本发明一个实施例中，如图5所示，第一运算电路203包括：第一运算放大器O1、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10及第一电容C1；

第九电阻R9的一端与当前电压获取电路202相连，另一端与第一运算放大器O1的反相输入端相连；第十电阻R10与第一电容C1并联，该并联线路的一端与第一运算放大器O1的反相输入端相连，该并联线路的另一端与第一运算放大器O1的输出端相连；第七电阻R7一端与标准电压获取电路201相连，另一端与第一运算放大器O1的同相输入端相连；第八电阻R8一端与第一运算放大器O1的同相输入端相连，另一端接地；第一运算放大器O1的输出端与驱动电路204相连；

在第一运算电路203中，第一运算放大器O1根据当前电压获取电路202输入的当前电压信号与标准电压获取电路201输入的标准电压信号之间的差值，进行比例积分运算，获得对应于相连晶闸管的标准驱动电流信号，并将获取到的标准驱动电流信号传输给驱动电路204。

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面以串联晶闸管均压的装置中包括图4所示的驱动电路、图5所示的第一运算电路以及保护电路为例，对本发明实施例作进一步地详细描述。

如图6所示，本发明实施例提供了一种串联晶闸管均压的装置，包括：标准电压获取电路201、当前电压获取电路202、第一运算电路203、驱动电路204、当前驱动电流获取电路205及保护电路206；

标准电压获取电路201包括相连接的控制芯片2011及高速数模转换器2012，用于获取相连晶闸管的标准电压信号；

当前电压获取电路202包括：第三运算放大器O3、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14及第三电容C3，其中，第十一电阻R11一端与第三运算放大器O3的同相输入端相连，另一端接地；第十二电阻R12两端分别与第三运算放大器O3的同相输入端及输出端相连；第三电容C3一端与第三运算放大器O3的反相输入端相连，另一端接地；第十三电阻R13与第十四电阻R14串联，该串联线路与晶闸管T2并联；第三运算放大器O3的反相输入端连接于第十三电阻R13与第十四电阻R14之间；

第一运算电路203的结构与图5所示的第一运算电路相同，在此不再赘述，其中，第一运算电路203中的第九电阻R9与当前电压获取电路202中的第三运算放大器O3的输出端相连；

当前驱动电流获取电路205包括：第四运算放大器O4、第四五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17及第四电容C4，其中，第十五电阻R15一端与第四运算放大器O4的同相输入端相连，另一端接地；第十六电阻R16两端分别与第四运算放大器O4的同相输入端及输出端相连；第四电容C4一端与第四运算放大器O4的反相输入端相连，另一端接地；第十七电阻R17一端与晶闸管T2的阴极相连，另一端接地；第四运算放大器O4的反相输入端与晶闸管T2的阴极相连；

驱动电路204的结构与图4所示的驱动电路相同，具体结构在此不再赘述，其中，第二运算电路2041中的第二运算放大器O2的同相输入端与第一运算电路203中的第一运算放大器O1的输出端相连，第二运算电路2041中的第五电阻R5与当前驱动电流获取电路205中的第四运算放大器O4的输出端相连，第二运算电路2041中的第二运算放大器O2的输出端与放大电路2042中的三极管的基极相连，放大电路2042中的第四电阻R4与晶闸管T2的门极相连；

保护电路206包括：TVS二极管D1，其中，TVS二极管D1与晶闸管T2反相并联，用于在晶闸管T2过压时对晶闸管T2进行保护。

如图7所示，本发明一个实施例提供了一种串联晶闸管均压的系统，包括：至少两个相互串联的晶闸管T2，至少两个本发明实施例提供的任意一种串联晶闸管均压的装置20，其中，每一个晶闸管T2对应连接一个串联晶闸管均压的装置20；

所述晶闸管T2，用于根据对应连接的串联晶闸管均压的装置20传输的门极驱动电流，执行导通动作。

为了使本发明实施例提供的串联晶闸管均压的方法更加清楚，下面结合图6所示的串联晶闸管均压的装置及图7所示的串联晶闸管均压的系统，对本发明实施例提供的串联晶闸管均压的方法进行进一步地详细描述。

如图8所示，本发明一个实施例提供了一种串联晶闸管均压的方法，包括：

步骤801：获取每一个晶闸管的标准电压信号。

在本发明一个实施例中，当对包括多个串联晶闸管的串联线路施加电压后，获取到该串联线路的总电压，如图7所示，将该总电压分别发送给与各个晶闸管对应连接的串联晶闸管均压的装置，针对于每一个串联晶闸管均压的装置，如图6所示，串联晶闸管均压的装置中的标准电压获取电路接收到该总电压后，控制芯片根据总电压确定与该串联晶闸管均压的装置相连的当前晶闸管应承受的初始电压，根据初始电压及预先设定的控制参数，形成对应于当前晶闸管两端电压随时间变化的压降曲线，在压降曲线中确定出当前时间对应的电压值，并将该电压值发送给高速数模转换器，高速数模转换器根据接收到的电压值形成对应于当前晶闸管的标准电压信号，并将该标准电压信号发送给该串联晶闸管均压的装置中的第一运算电路。

例如，串联晶闸管均压的系统中包括3个相互串联的晶闸管和3个串联晶闸管均压的装置，其中晶闸管1与串联晶闸管均压的装置1相连，晶闸管2与串联晶闸管均压的装置2相连，晶闸管3与串联晶闸管均压的装置3相连，在该串联线路上施加600V的总电压后，将该总电压分别发送给3个串联晶闸管均压的装置中的控制芯片，各个控制芯片分别根据总电压确定出3个晶闸管的初始电压均为200V，3个控制芯片分别根据预先设定好的控制参数形成3个晶闸管对应的降压曲线，晶闸管1对应压降曲线1，晶闸管2对应压降曲线2、晶闸管3对应压降曲线3，串联晶闸管均压的装置1中的控制芯片从压降曲线1中确定出当前时间对应的电压值，串联晶闸管均压的装置1中的高速数模转换器根据该电压值形成晶闸管1对应的标准电压信号1，相应地，形成晶闸管2对应的标准电压信号2和晶闸管3对应的标准电压信号3。

步骤802：获取每一个晶闸管的当前电压信号。

在本发明一个实施例中，针对于每一个串联晶闸管均压的装置，如图6所示，该串联晶闸管均压的装置中的当前电压获取电路实时获取与该串联晶闸管均压的装置相连的当前晶闸管两端的电压，将获取到的电压放大处理后形成当前晶闸管的当前电压信号，并将该当前电压信号发送给该串联晶闸管均压的装置中的第一运算电路。

例如，串联晶闸管均压的装置1中的当前电压获取电路实时获取晶闸管1两端的电压，经放大处理后形成当前电压信号1，并将当前电压信号1传输给串联晶闸管均压的装置1中的第一运算电路，相应地，串联晶闸管均压的装置2中的当前电压获取电路形成当前电压信号2，并将当前电压信号2传输给串联晶闸管均压的装置2中的第一运算电路，串联晶闸管均压的装置3中的当前电压获取电路形成当前电压信号3，并将当前电压信号3传输给串联晶闸管均压的装置3中的第一运算电路。

步骤803：根据每一个晶闸管对应的标准电压信号及当前电压信号，形成每一个晶闸管对应的标准驱动电流信号。

在本发明一个实施例中，针对于每一个串联晶闸管均压的装置，如图6所示，该串联晶闸管均压的装置中的第一运算电路接收到标准电压信号及当前电压信号后，根据标准电压信号及当前电压信号之间的差值，进行比例积分运算，根据该串联晶闸管均压的装置对应的晶闸管两端的实际电压与理论电压的差值，形成对应的标准驱动电流信号，并将该标准驱动电流信号传输至该串联晶闸管均压的装置中的第二运算电路。

例如，串联晶闸管均压的装置1中的第一运算电路根据标准电压信号1和当前电压信号1的差值，进行比例积分运算，形成对应于晶闸管1的标准驱动电流信号1，相应地，串联晶闸管均压的装置2中的第一运算电路根据标准电压信号2和当前电压信号2的差值，进行比例积分运算，形成对应于晶闸管2的标准驱动电流信号2，串联晶闸管均压的装置3中的第一运算电路根据标准电压信号3和当前电压信号3的差值，进行比例积分运算，形成对应于晶闸管3的标准驱动电流信号3。

步骤804：获取每一个晶闸管对应的当前驱动电流信号。

在本发明一个实施例中，针对于每一个串联晶闸管均压的装置，如图6所示，该串联晶闸管均压的装置中的当前驱动电流获取电路获取与该串联晶闸管均压的装置对应的当前晶闸管的门极的当前电流，将该当前电流进行放大处理后形成对应于当前晶闸管的当前驱动电流信号，并将该当前驱动电流信号传输至该串联晶闸管均压的装置中的第二运算电路。

例如，串联晶闸管均压的装置1中的当前驱动电流获取电路获取晶闸管1门极的当前电流，对该当前电流进行放大处理后形成对应于晶闸管1的当前驱动电流信号1，并将该当前驱动电流信号1传输至串联晶闸管均压的装置1中的第二运算电路，相应地，串联晶闸管均压的装置2中，当前驱动电流获取电路将形成的当前驱动电流信号2传输至第二运算电路，串联晶闸管均压的装置3中，当前驱动电流获取电路将形成的当前驱动电流信号3传输至第二运算电路。

步骤805：根据每一个晶闸管对应的标准驱动电流信号及当前驱动电流信号，形成对应于每一个晶闸管的门极驱动电流信号。

在本发明一个实施例中，针对于每一个串联晶闸管均压的装置，如图6所示，串联晶闸管均压的装置中的第二运算电路根据接收到的标准驱动电流信号及当前驱动电流信号之间的差值，进行比例积分运算，通过该串联晶闸管均压的装置对应的当前晶闸管的门极的当前电流对第一运算电路形成的标准电流进行均衡，消除标准驱动电流信号的波动，形成平稳变化的门极驱动电流信号，并将该门极驱动电流信号传输至该串联晶闸管均压的装置中的放大电路。

例如，串联晶闸管均压的装置1中的第二运算电路根据标准驱动电流信号1与当前驱动电流信号1之间的差值，进行比例积分运算，形成门极驱动电流信号1，并将该门极驱动电流信号1传输给串联晶闸管均压的装置1中的放大电路，相应地，串联晶闸管均压的装置2中的第二运算电路将形成的门极驱动电流信号2传输至串联晶闸管均压的装置2中的放大电路，串联晶闸管均压的装置3中的第二运算电路将形成的门极驱动电流信号3传输至串联晶闸管均压的装置3中的放大电路。

步骤806：根据每一个晶闸管对应的门极驱动电流信号，形成每一个晶闸管对应的门极驱动电流，对相应的晶闸管进行驱动。

在本发明一个实施例中，针对于每一个串联晶闸管均压的装置，如图6所示，串联晶闸管均压的装置中的放大电路对接收到的门极驱动电流信号进行放大处理，形成与该串联晶闸管均压的装置相对应的当前晶闸管的门极驱动电流，将该门极驱动电流施加到当前晶闸管的门极，对当前晶闸管进行驱动，控制当前晶闸管的导通状态，保证相互串联的各个晶闸管两端电压的均衡。

例如，串联晶闸管均压的装置1中的放大电路对门极驱动电流信号1进行放大处理，形成门极驱动电流1，将门极驱动电流1施加到晶闸管1的门极上，对晶闸管1进行驱动，相应的，串联晶闸管均压的装置2中的放大电路形成门极驱动电流2，将门极驱动电流2施加到晶闸管2的门极上，对晶闸管2进行驱动，串联晶闸管均压的装置3中的放大电路形成门极驱动电流3，将门极驱动电流3施加到晶闸管3的门极上，对晶闸管3进行驱动。

本发明实施例提供的串联晶闸管均压的方法、装置及系统，至少具有如下有益效果：

1、在串联晶闸管电路内各个晶闸管导通的过程中，将每一个晶闸管两端的当前电压信号与标准电压信号进行比较，根据每一个晶闸管的状态形成对应的标准驱动电流信号，根据标准驱动电流信号对晶闸管进行驱动，因此，是根据每一个晶闸管对应的电压和电流特点来进行驱动，而不是通过一个固定大小的门极驱动电流对所有晶闸管进行驱动，从而能够提供更加适合于晶闸管的门极驱动电流。

2、本发明实施例可以获取晶闸管的门极的当前驱动电流信号，根据对应于同一个晶闸管的当前驱动电流信号和标准驱动电流信号之间的差值，进行比例积分运算，形成对应的门极驱动电流信号，这样通过双闭环控制方式，可以通过当前驱动电流信号对标准驱动电流信号进行均衡，避免标准驱动电流信号的波动，形成更加平稳的门极驱动电流信号，从而提高了该串联晶闸管均压的方法的稳定性。

3、根据包括多个串联晶闸管的串联线路的总电压，形成每一个晶闸管对应的压降曲线，通过压降曲线可以快速获取当前时间对应的标准电压值，从而能够快速的形成对应的门极驱动电流，提高了串联晶闸管均压的灵敏性。

4、本发明实施例提供的串联晶闸管均压的装置中还可以包括保护电路，通过与晶闸管反相并联TVS二极管，当动态调节门极驱动电流机制出现异常时，保护电路可以对晶闸管进行保护，避免晶闸管的损坏，提高了串联晶闸管均压的安全性及有效性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种串联晶闸管均压的方法，包括：

获取包括多个串联晶闸管的串联线路的总电压(101)；

根据所述总电压，获取每一个晶闸管阳极与阴极之间的标准电压信号(102)；

获取所述每一个晶闸管阳极与阴极之间的当前电压信号(103)；

根据所述标准电压信号及所述当前电压信号，形成对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号(104)；

根据对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号，驱动所述每一个晶闸管(105)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述根据所述总电压，获取每一个晶闸管阳极与阴极之间的标准电压信号(102)包括：

根据所述总电压确定所述每一个晶闸管阳极与阴极之间的初始电压，根据所述初始电压及预先设定的控制参数，形成对应于所述每一个晶闸管的阳极与阴极之间电压随时间变化的压降曲线，根据所述每一个晶闸管对应的压降曲线中当前时间对应的电压值，形成所述每一个晶闸管对应的标准电压信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，

在所述根据对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号，驱动所述每一个晶闸管(105)之前进一步包括：获取对应于所述每一个晶闸管的门极的当前驱动电流信号；

所述根据对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号，驱动所述每一个晶闸管(105)包括：根据对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号及当前驱动电流信号，形成对应于所述每一个晶闸管的门极驱动电流信号，根据预设的放大系数将对应于所述每一个晶闸管的门极驱动电流信号进行放大处理，形成对应于所述每一个晶闸管的门极驱动电流，通过对应于所述每一个晶闸管的门极驱动电流，驱动所述每一个晶闸管。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，

所述根据对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号及当前驱动电流信号，形成对应于所述每一个晶闸管的门极驱动电流信号包括：

针对于所述每一个晶闸管，根据该晶闸管对应的标准驱动电流信号与当前驱动电流信号之间的差值，进行比例积分运算，获得该晶闸管对应的门极驱动电流信号。

和/或，

所述根据所述标准电压信号及所述当前电压信号，形成对应于所述每一个晶闸管的标准驱动电流信号(104)包括：

针对于所述每一个晶闸管，根据该晶闸管对应的标准电压信号与当前电压信号之间的差值，进行比例积分运算，获得该晶闸管对应的标准驱动电流信号。

5.一种串联晶闸管均压的装置，与外部晶闸管相连，包括：

标准电压获取电路(201)，用于获取包括多个串联晶闸管(T2)的串联线路的总电压，并根据所述总电压获取所述晶闸管(T2)阳极与阴极之间的标准电压信号；

当前电压获取电路(202)，用于获取所述晶闸管(T2)阳极与阴极之间的当前电压信号；

第一运算电路(203)，用于根据所述标准电压获取电路获取的标准电压信号及所述当前电压获取电路获取的当前电压信号，形成对应于所述晶闸管(T2)的标准驱动电流信号；

驱动电路(204)，用于根据所述第一运算电路形成的标准驱动电流信号，驱动所述晶闸管(T2)。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，

所述标准电压获取电路(201)包括：控制芯片(2011)及数模转换器(2012)；

所述控制芯片(2011)，用于根据所述总电压确定所述晶闸管(T2)阳极与阴极之间的初始电压，根据所述初始电压及预先设定的控制参数，形成对应于所述晶闸管(T2)的阳极与阴极之间电压随时间变化的压降曲线，并将所述压降曲线中当前时间对应的电压值发送给所述数模转换器(2012)；

所述数模转换器(2012)，用于根据所述控制芯片(2011)发送的电压值，形成所述晶闸管(T2)对应的标准电压信号。

7.根据权利要求5所述的装置，其中，

所述驱动电路(204)包括：三极管(T1)、MOS管(M1)、电源(VCC)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)及第四电阻(R4)，其中，

所述三极管(T1)的基极与所述第一运算电路(203)相连，所述三极管(T1)的集电极及所述MOS管(M1)的源极分别与所述电源(VCC)相连，所述三极管(T1)的发射极通过所述第一电阻(R1)接地，所述三极管(T1)的发射极通过所述第二电阻(R3)与所述MOS管(M1)的栅极相连；

所述MOS管(M1)的漏极通过所述第三电阻(R3)接地，所述MOS管(M1)的漏极通过所述第四电阻(R4)与所述晶闸管(T2)的门极相连；

所述三极管(T1)接收所述第一运算电路(203)输入的标准驱动电流信号，对所述标准驱动电流信号进行放大处理，所述MOS管(M1)及所述第四电阻(R4)形成对应的门极驱动电流，将门极驱动电流输入到所述晶闸管(T2)的门极，以对所述晶闸管(T2)进行驱动。

8.根据权利要求5所述的装置，进一步包括：当前驱动电流获取电路(205)，用于获取所述晶闸管(T2)的门极的当前驱动电流信号，并将所述当前驱动电流信号输入到所述驱动电路(204)；

所述驱动电路(204)包括：第二运算电路(2041)及放大电路(2042)；

所述第二运算电路(2041)包括：第二运算放大器(O2)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)及第二电容(C2)，其中，

所述第五电阻(R5)的一端与所述当前驱动电流获取电路(205)相连，另一端与所述第二运算放大器(O2)的反相输入端相连；

所述第六电阻(R6)与所述第二电容(C2)并联，该并联线路的一端与所述第二运算放大器(O2)的反相输入端相连，该并联线路的另一端与所述第二运算放大器(O2)的输出端相连；

所述第二运算放大器(O2)的同相输入端与所述第一运算电路(203)相连，所述第二运算放大器(O2)的输出端与所述放大电路(2042)相连；

所述第二运算放大器(O2)根据所述当前驱动电流获取电路(205)输入的当前驱动电流信号及所述第一运算电路(203)输入的标准驱动电流信号，形成对应于所述晶闸管(T2)的门极驱动电流信号，并将所述门极驱动电流信号传输给所述放大电路(2042)；

所述放大电路(2042)，用于对所述第二运算电路(2041)输入的门极驱动电流信号进行放大处理，形成对应于所述晶闸管(T2)的门极驱动电流，将该门极驱动电流传输至所述晶闸管(T2)的门极，对所述晶闸管(T2)进行驱动。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，

在所述第二运算电路(2041)中，所述第二运算放大器(O2)用于根据所述第一运算电路(203)输入的标准驱动电流信号与所述当前驱动电流获取电路(205)输入的当前驱动电流信号之间的差值，进行比例积分运算，获得所述晶闸管(T2)对应的门极驱动电流信号。

10.根据权利要求8所述的装置，其中，

所述第一运算电路(203)包括：第一运算放大器(O1)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电阻(R10)及第一电容(C1)，其中，

所述第九电阻的(R9)一端与所述当前电压获取电路(202)相连，另一端与所述第一运算放大器(O1)的反相输入端相连；

所述第十电阻(R10)与所述第一电容(C1)并联，该并联线路的一端与所述第一运算放大器(O1)的反相输入端相连，该并联线路的另一端与所述第一运算放大器(O1)的输出端相连；

所述第七电阻(R7)的一端与所述标准电压获取电路(201)相连，另一端与所述第一运算放大器(O1)的同相输入端相连；

所述第八电阻(R8)一端与所述第一运算放大器(O1)的同相输入端相连，另一端接地；

所述第一运算放大器(O1)的输出端与所述驱动电路(204)相连；

所述第一运算放大器(O1)根据所述当前电压获取电路(202)输入的当前电压信号与所述标准电压获取电路(201)输入的标准电压信号之间的差值，进行比例积分运算，获得所述晶闸管(T2)对应的标准驱动电流信号，并将该标准驱动电流信号传输给所述驱动电路(204)。

11.一种串联晶闸管均压的系统，包括：

至少两个相互串联的晶闸管(T2)，至少两个权利要求5至10中任一所述的串联晶闸管均压的装置(20)，每一个所述晶闸管(T2)对应连接一个所述串联晶闸管均压的装置(20)；

所述晶闸管(T2)，用于根据门极驱动电流，执行导通动作。