CN109085411A - 一种晶闸管两端电压变化率检测电路 - Google Patents

一种晶闸管两端电压变化率检测电路 Download PDF

Info

Publication number
CN109085411A
CN109085411A CN201810962890.2A CN201810962890A CN109085411A CN 109085411 A CN109085411 A CN 109085411A CN 201810962890 A CN201810962890 A CN 201810962890A CN 109085411 A CN109085411 A CN 109085411A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thyristor
comparator
sampling resistor
module
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810962890.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109085411B (zh
Inventor
王振
安靖
杨光源
冯志畅
刘坤
任佳丽
李左
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maintenance and Test Center of Extra High Voltage Power Transmission Co
China EPRI Electric Power Engineering Co Ltd
Original Assignee
Maintenance and Test Center of Extra High Voltage Power Transmission Co
China EPRI Electric Power Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maintenance and Test Center of Extra High Voltage Power Transmission Co, China EPRI Electric Power Engineering Co Ltd filed Critical Maintenance and Test Center of Extra High Voltage Power Transmission Co
Priority to CN201810962890.2A priority Critical patent/CN109085411B/zh
Publication of CN109085411A publication Critical patent/CN109085411A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109085411B publication Critical patent/CN109085411B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/12—Measuring rate of change

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种晶闸管两端电压变化率检测电路，包括串联后跨接在晶闸管T两端的电容Ct和采样电阻Rt，还包括并联在采样电阻Rt两端的保护模块、信号调理模块和dv/dt检测及信号发送模块；dv/dt检测及信号发送模块实现对晶闸管T两端dv/dt的检测及超标报警信号输出；保护模块实现对信号调理模块和dv/dt检测及信号发送模块的过电压保护及大电流的旁路，信号调理模块实现对dv/dt检测及信号发送模块输出的报警信号的调理，使报警信号的脉冲宽度大于外围控制设备的最小可识别脉宽。本发明的检测电路原理简单，动作迅速可靠，可用来保护晶闸管因过高的dv/dt导致的损害。

Description

一种晶闸管两端电压变化率检测电路
技术领域
本发明涉及电子电力器件控制与保护领域，具体涉及一种晶闸管两端电压变化率检测电路。
背景技术
在晶闸管关断状态下，当晶闸管两端电压变化率(dv/dt)大于一定值时，由于门极结电容的存在，可能产生足够大的门极电流，导致晶闸管误开通，进而导致所在装置工作异常。在晶闸管关断期间，由于反向恢复电荷的存在，晶闸管电流减小为零后会继续反向流动，这一过程被称为晶闸管器件的反向恢复期，如果反向恢复期内晶闸管上的正向电压上升率过高，将损坏晶闸管。为避免以上两种情况的出现，必须对晶闸管两端dv/dt进行检测，并根据检测结果采取相应的保护措施。
国内外在晶闸管器件应用过程中，通常采取在晶闸管两端并联阻容吸收回路来降低晶闸管两端dv/dt，但这样会增加阻容吸收回路容量，增加晶闸管器件整体损耗，而且抑制dv/dt能力有限。
发明内容
本发明的目的是提出一种晶闸管两端电压变化率检测电路，实现对晶闸管工作期间两端dv/dt的实时检测，当dv/dt值超过预设定值时给出报警信号。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种晶闸管两端电压变化率检测电路，包括串联后跨接在晶闸管T两端的电容Ct和采样电阻Rt，还包括并联在采样电阻Rt两端的保护模块、信号调理模块和dv/dt检测及信号发送模块；dv/dt检测及信号发送模块实现对晶闸管T两端dv/dt的检测及超标报警信号输出；保护模块实现对信号调理模块和dv/dt检测及信号发送模块的过电压保护及大电流的旁路，信号调理模块实现对dv/dt检测及信号发送模块输出的报警信号的调理，使报警信号的脉冲宽度大于外围控制设备的最小可识别脉宽。
作为本发明的一种改进，所述的dv/dt检测及信号发送模块包括比较器A2、MOS管T2和发光二级管D1；比较器A2输入端正极与采样电阻Rt上端连接，比较器A2输入端负极接阙值输入电压RefL，比较器A2输出端与MOS管T2门极相连，MOS管T2的D端经发光管二级D1与采样电阻Rt上端连接，MOS管T2的S端与采样电阻Rt下端连接。
进一步地，所述的发光管二级D1与采样电阻Rt上端之间还串接有电阻R2，用于限制流过发光二极管D1的电流。
作为本发明的一种改进，所述的保护模块采用瞬态过电压抑制器件，例如压敏电阻Rv或双向TVS管。
作为本发明的一种改进，所述的信号调理模块包括比较器A1、MOS管T1、电阻R1和电容C1；比较器A1输入端正极与采样电阻Rt上端连接，比较器A1输入端负极接阙值输入电压RefH，比较器A1输出端与MOS管T1门极相连，MOS管T1的D端经电阻R1和电容C1组成的并联电路与采样电阻Rt上端连接，MOS管T1的S端与采样电阻Rt下端连接。
本发明的有益效果是：本发明的晶闸管两端电压变化率检测电路无需额外的供电电源回路，基本原理简单可靠，使用的器件极少，能广泛应用于各类晶闸管阀的dv/dt保护，尤其适用于超高电位需要足够绝缘水平的应用场合，例如高压直流输电直流阀体晶闸管级或晶闸管阀段的反向恢复期dv/dt保护。
附图说明
图1是本发明的晶闸管两端电压变化率检测电路原理框图；
图2是本发明的晶闸管两端电压变化率检测电路一种实例图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，一种晶闸管两端电压变化率检测电路，包括串联后跨接在晶闸管T两端的电容Ct和采样电阻Rt、以及并联在采样电阻Rt两端的保护模块、信号调理模块和dv/dt检测及信号发送模块。
电容Ct和采样电阻Rt串联后跨接在晶闸管两端，晶闸管T两端电压的变化使得电容Ct产生与电压变化率成正比的电流，该电流流过采样电阻Rt，通过检测采样电阻Rt两端电压大小即可得到晶闸管T两端电压的dv/dt大小，具体计算公式为VRt＝Ct*dv/dt*Rt。
保护模块连接在采样电阻Rt两端，当晶闸管T两端电压变化率极大或其它原因导致此端口电压超过设计限值时，保护模块动作，限制端口电压继续升高，并对流入端口内的电流进行分流，从而避免过压过流对后续的信号调理模块和dv/dt检测及信号发送模块造成损害。保护模块可以有多种实现方法，通常采用瞬态过电压抑制器件，例如图2的压敏电阻Rv或双向TVS管均可。
dv/dt检测及信号发送模块包括比较器A2、MOS管T2、发光二级管D1和电阻R2；比较器A2输入端正极与采样电阻Rt上端连接，比较器A2输入端负极接阙值输入电压RefL，比较器A2输出端与MOS管T2门极相连，MOS管T2的D端经发光管二级D1、电阻R2后与采样电阻Rt上端连接，MOS管T2的S端与采样电阻Rt下端连接。当晶闸管T两端的dv/dt超过设计动作值时，通常为100V/us，采样电阻Rt两端电压升高至大于比较器A2的预设参考阙值RefL，比较器A2输出端翻转，MOS管T2导通，进而发光二极管D1开通，发出dv/dt超标报警信号。调整比较器A2的阙值即可调整dv/dt水平。电阻R2用于限制流过发光管D1的电流。
信号调理模块主要用于保证发光二极管D1的输出脉冲宽度符合外围控制设备的接口要求，例如为保证外围控制设备可靠的接收到发光二极管D1的信号，其最小脉冲宽度应大于控制设备的最小可识别脉宽。信号调理模块包括比较器A1、MOS管T1、电阻R1和电容C1；比较器A1输入端正极与采样电阻Rt上端连接，比较器A1输入端负极接阙值输入电压RefH，比较器A1输出端与MOS管T1门极相连，MOS管T1的D端经电阻R1和电容C1组成的并联电路与采样电阻Rt上端连接，MOS管T1的S端与采样电阻Rt下端连接。
其中比较器A1的阙值输入电压RefH要高于比较器A2的阙值输入电压RefL。当晶闸管T两端dv/dt极高且维持时间很短时，发光二极管D1脉冲的持续时间可能无法满足上述最小脉宽要求。但此时采样电阻Rt电压将会继续升高到大于比较器A1的阙值，比较器A1输出端翻转令MOS管T1开通，则电容C1开始充电，且根据设计参数，电容C1可以在极短时间内被充满。这样，当晶闸管T两端dv/dt尖峰脉冲结束时，电容C1可以通过发光二极管D1和MOS管T1的反并联二极管构成回路开始放电，从而使得发光二极管D1的信号脉冲变宽。合理设计相关器件参数，就可以得到需要的脉冲宽度。
比较器A1和比较器A2的阙值电压可由电阻分压器或稳压管来实现。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种晶闸管两端电压变化率检测电路，其特征在于：包括串联后跨接在晶闸管T两端的电容Ct和采样电阻Rt，还包括并联在采样电阻Rt两端的保护模块、信号调理模块和dv/dt检测及信号发送模块；dv/dt检测及信号发送模块实现对晶闸管T两端dv/dt的检测及超标报警信号输出；保护模块实现对信号调理模块和dv/dt检测及信号发送模块的过电压保护及大电流的旁路，信号调理模块实现对dv/dt检测及信号发送模块输出的报警信号的调理，使报警信号的脉冲宽度大于外围控制设备的最小可识别脉宽。
2.根据权利要求1所述的晶闸管两端电压变化率检测电路，其特征在于：所述的dv/dt检测及信号发送模块包括比较器A2、MOS管T2和发光二级管D1；比较器A2输入端正极与采样电阻Rt上端连接，比较器A2输入端负极接阙值输入电压RefL，比较器A2输出端与MOS管T2门极相连，MOS管T2的D端经发光管二级D1与采样电阻Rt上端连接，MOS管T2的S端与采样电阻Rt下端连接。
3.根据权利要求2所述的晶闸管两端电压变化率检测电路，其特征在于：所述的发光管二级D1与采样电阻Rt上端之间还串接有电阻R2。
4.根据权利要求1所述的晶闸管两端电压变化率检测电路，其特征在于：所述的保护模块采用压敏电阻Rv或双向TVS管。
5.根据权利要求1所述的晶闸管两端电压变化率检测电路，其特征在于：所述的信号调理模块包括比较器A1、MOS管T1、电阻R1和电容C1；比较器A1输入端正极与采样电阻Rt上端连接，比较器A1输入端负极接阙值输入电压RefH，比较器A1输出端与MOS管T1门极相连，MOS管T1的D端经电阻R1和电容C1组成的并联电路与采样电阻Rt上端连接，MOS管T1的S端与采样电阻Rt下端连接。
CN201810962890.2A 2018-08-22 2018-08-22 一种晶闸管两端电压变化率检测电路 Active CN109085411B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810962890.2A CN109085411B (zh) 2018-08-22 2018-08-22 一种晶闸管两端电压变化率检测电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810962890.2A CN109085411B (zh) 2018-08-22 2018-08-22 一种晶闸管两端电压变化率检测电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109085411A true CN109085411A (zh) 2018-12-25
CN109085411B CN109085411B (zh) 2021-06-25

Family

ID=64794390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810962890.2A Active CN109085411B (zh) 2018-08-22 2018-08-22 一种晶闸管两端电压变化率检测电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109085411B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112986660A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 株式会社东芝 电压变化率检测电路

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE877962A (fr) * 1978-07-31 1979-11-16 Siemens Ag Dispositif de limitation selective de la vitesse de variation d'un signal electrique de perturbation par scintillation au-dessus d'une raideur de signal determinee
CN2082914U (zh) * 1991-02-02 1991-08-14 易传志 无刷发电机励磁整流装置
CN1805281A (zh) * 2005-01-13 2006-07-19 冲电气工业株式会社 脉冲宽度调制电路
CN101093983A (zh) * 2006-06-21 2007-12-26 夏普株式会社 比较电路和红外线接收机
CN101237286A (zh) * 2007-02-01 2008-08-06 夏普株式会社 电平检测器、通信装置、以及调谐器
CN101446602A (zh) * 2007-11-28 2009-06-03 上海精益电器厂有限公司 电压变化率检测器
CN103312308A (zh) * 2013-06-26 2013-09-18 湖南工业大学 一种晶闸管触发装置和方法
CN103780065A (zh) * 2014-02-28 2014-05-07 惠州市锦湖实业发展有限公司 一种软关断电源变换器
CN103904746A (zh) * 2014-04-04 2014-07-02 西北工业大学 一种智能型正负脉冲动力电池快速充电机及充电方法
CN204290291U (zh) * 2014-12-27 2015-04-22 中国西电电气股份有限公司 一种特高压直流输电用电控晶闸管过电压保护电路
CN104967287A (zh) * 2015-06-30 2015-10-07 许继电气股份有限公司 一种换流阀反向恢复保护触发状态信号自动上送方法
CN205248779U (zh) * 2015-12-21 2016-05-18 中国西电电气股份有限公司 一种高压直流输电用光控晶闸管反向恢复期保护电路
CN106041267A (zh) * 2016-06-24 2016-10-26 浙江肯得机电股份有限公司 一种微处理器控制逆变多功能氩弧焊机
CN107390006A (zh) * 2017-06-30 2017-11-24 中国西电电气股份有限公司 一种光控换流阀晶闸管电压监测单元
CN206930706U (zh) * 2017-04-15 2018-01-26 深圳市容亮电子有限公司 一种大电流检测系统

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE877962A (fr) * 1978-07-31 1979-11-16 Siemens Ag Dispositif de limitation selective de la vitesse de variation d'un signal electrique de perturbation par scintillation au-dessus d'une raideur de signal determinee
CN2082914U (zh) * 1991-02-02 1991-08-14 易传志 无刷发电机励磁整流装置
CN1805281A (zh) * 2005-01-13 2006-07-19 冲电气工业株式会社 脉冲宽度调制电路
CN101093983A (zh) * 2006-06-21 2007-12-26 夏普株式会社 比较电路和红外线接收机
CN101237286A (zh) * 2007-02-01 2008-08-06 夏普株式会社 电平检测器、通信装置、以及调谐器
CN101446602A (zh) * 2007-11-28 2009-06-03 上海精益电器厂有限公司 电压变化率检测器
CN103312308A (zh) * 2013-06-26 2013-09-18 湖南工业大学 一种晶闸管触发装置和方法
CN103780065A (zh) * 2014-02-28 2014-05-07 惠州市锦湖实业发展有限公司 一种软关断电源变换器
CN103904746A (zh) * 2014-04-04 2014-07-02 西北工业大学 一种智能型正负脉冲动力电池快速充电机及充电方法
CN204290291U (zh) * 2014-12-27 2015-04-22 中国西电电气股份有限公司 一种特高压直流输电用电控晶闸管过电压保护电路
CN104967287A (zh) * 2015-06-30 2015-10-07 许继电气股份有限公司 一种换流阀反向恢复保护触发状态信号自动上送方法
CN205248779U (zh) * 2015-12-21 2016-05-18 中国西电电气股份有限公司 一种高压直流输电用光控晶闸管反向恢复期保护电路
CN106041267A (zh) * 2016-06-24 2016-10-26 浙江肯得机电股份有限公司 一种微处理器控制逆变多功能氩弧焊机
CN206930706U (zh) * 2017-04-15 2018-01-26 深圳市容亮电子有限公司 一种大电流检测系统
CN107390006A (zh) * 2017-06-30 2017-11-24 中国西电电气股份有限公司 一种光控换流阀晶闸管电压监测单元

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. ZEBARDAST: "Effect of Low-Voltage Thyristor-Switched Capacitor Banks on Electrical Energy Consumption", 《IEEE》 *
岳珂: "反向恢复特性在高功率晶闸管检测试验中的应用", 《高压电技术》 *
谭骥: "绝缘栅双极型晶体管感性负载关断下电压变化率的建模与仿真研究", 《物理学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112986660A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 株式会社东芝 电压变化率检测电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN109085411B (zh) 2021-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104953995B (zh) 功率开关器件
CN106330147B (zh) 一种电感短路保护电路及方法
CN105372552A (zh) 一种用于高边开关的负载开路检测电路及方法
CN206990730U (zh) 一种电动车电池正反接及未接检测电路
CN106569015B (zh) 交流负载检测电路
CN104466912B (zh) 一种具有短路保护的线性稳压器
CN103036196A (zh) 过压保护装置及方法
CN104362842A (zh) 开关电源及适用于开关电源的浪涌保护电路、方法
CN202330630U (zh) 一种mos管的电流与工作状态检测电路
CN105185093B (zh) 遥控器实现方法及装置
CN109787596A (zh) 过流保护电路、开关管驱动电路以及电动设备
CN108601162A (zh) Led照明线性恒流驱动电路
CN109085411A (zh) 一种晶闸管两端电压变化率检测电路
CN205248779U (zh) 一种高压直流输电用光控晶闸管反向恢复期保护电路
CN108899876A (zh) 开关电源中电流检测端的短路保护系统
CN105049010B (zh) 一种igbt过流保护电路及其方法
CN205622936U (zh) 缓冲电路和led驱动电路
CN202424498U (zh) 一种适用于pwm电源控制电路的保护电路
US9787081B2 (en) Overvoltage notching of electrical swells
CN212649096U (zh) 一种瞬态连锁保护电路
CN208540212U (zh) 一种具有过压保护的led照明线性恒流驱动电路
CN108092256A (zh) 一种输出动态下拉电路及过压保护开关
CN210865095U (zh) 一种道路交通信号灯驱动与检测电路
CN108336722A (zh) 并联浪涌抑制电路
CN108270210A (zh) 电源开关装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant