CN110829816A - 一种单电源供电的冗余触发电路 - Google Patents

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刘春权
鲁挺
任成林
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胡雨龙
艾锡刚
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Abstract

一种单电源供电的冗余触发电路，包括旁路开关第一触发电路、旁路开关第二触发电路；旁路开关第一触发电路、旁路开关第二触发电路由同一供电电源供电；还包括旁路开关触发线圈；旁路开关触发线圈的上端连接供电电源正端；旁路开关触发线圈的下端分别与旁路开关第一触发电路和旁路开关第二触发电路相连。在单个功率单元发生故障时，需要可靠旁路该单电源供电的冗余触发电路，在上述传统设计的基础上增加了另一套触发电路，并配置了防反灌的二极管，以实现冗余触发的功能。当冗余触发电路中的充电电阻、储能电容器、晶闸管等，任意一个出现故障时，另一套触发电路仍可以继续执行旁路命令，触发旁路开关闭合，以保障设备可靠运行。

Description

一种单电源供电的冗余触发电路
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种单电源供电的冗余触发电路。
背景技术
MMC柔性直流输电换流阀的桥臂以及级联型无功补偿装置、级联型有源滤波装置、级联型高压变频装置的逆变单元以及级联型直流电源装置的斩波单元的主回路结构均是由很多个功率单元串联构成，在单个功率单元发生故障时，需要可靠旁路，以保障设备继续运行。由于设备中一般只配置单电源供电，目前传统的做法是只配置一组充电电阻、一只电容器、一只晶闸管与旁路开关的触发线圈串联，当晶闸管被触发导通时，由电容器向旁路开关的触发线圈放电，触发旁路开关闭合。但当充电电阻、电容器或晶闸管出现故障时，都可能会引起旁路开关拒动的情况，进而会造成设备整体跳闸停运，可靠性有待提升。
发明内容
为了解决背景技术中的技术问题，本发明提供一种单电源供电的冗余触发电路，在单个功率单元发生故障时，需要可靠旁路该单电源供电的冗余触发电路，在上述传统设计的基础上增加了另一套触发电路，并配置了防反灌的二极管，以实现冗余触发的功能。当冗余触发电路中的充电电阻、储能电容器、晶闸管等，任意一个出现故障时，另一套触发电路仍可以继续执行旁路命令，触发旁路开关闭合，以保障设备可靠运行。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种单电源供电的冗余触发电路，所述触发电路包括旁路开关第一触发电路、旁路开关第二触发电路；旁路开关第一触发电路、旁路开关第二触发电路由同一供电电源供电；所述触发电路还包括旁路开关触发线圈；旁路开关触发线圈的上端连接供电电源正端；旁路开关触发线圈的下端分别与旁路开关第一触发电路和旁路开关第二触发电路相连。
进一步地，所述的旁路开关第一触发电路、旁路开关第二触发的电路结构相同；
旁路开关第一触发电路包括第一充电电阻、第一储能电容、第一阻断二极管、第一晶闸管；第一储能电容的上端连接供电电源正端；第一储能电容的下端与第一充电电阻的上端相连，与第一晶闸管的下端相连；第一充电电阻的下端连接供电电源负端；第一晶闸管的上端连接第一阻断二极管的阴极；第一阻断二极管的阳极与旁路开关触发线圈的下端相连；
旁路开关第二触发电路包括第二充电电阻、第二储能电容、第二阻断二极管、第二晶闸管；第二储能电容的上端连接供电电源正端；第二储能电容的下端与第二充电电阻的上端相连，与第二晶闸管的下端相连；第二充电电阻的下端连接供电电源负端；第二晶闸管的上端连接第二阻断二极管的阴极；第二阻断二极管的阳极与旁路开关触发线圈的下端相连。
进一步地，所述的第一晶闸管的控制端连接第一晶闸管触发电路，所述的第二晶闸管的控制端连接第二晶闸管触发电路。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明提出的一种单电源供电的冗余触发电路，用于MMC柔性直流输电换流阀的桥臂以及级联型无功补偿装置、级联型有源滤波装置、级联型高压变频装置的逆变单元以及级联型直流电源装置的斩波单元的功率单元的旁路触发，本触发电路仅使用单电源供电，适应性强。
2)本发明提出的一种单电源供电的冗余触发电路，在单个功率单元发生故障时，需要可靠旁路该单电源供电的冗余触发电路，在传统设计的基础上增加了另一套触发电路，并配置了防反灌的二极管，以实现冗余触发的功能。当冗余触发电路中的充电电阻、储能电容器、晶闸管等，任意一个出现故障时，另一套触发电路仍可以继续执行旁路命令，触发旁路开关闭合，以保障设备可靠运行。
3)本发明提出的一种单电源供电的冗余触发电路，应用了阻断二极管，当其中一组旁路开关触发电路中的充电电阻、储能电容器、晶闸管、晶闸管触发电路出现故障时，不影响另一组旁路开关触发电路执行旁路动作。
附图说明
图1是本发明的一种单电源供电的冗余触发电路的拓扑框图；
图2是本发明的单电源供电的冗余触发电路的电路图。
图中：1-第一储能电容 2-第二储能电容 3-第一充电电阻 4-第二充电电阻 5-旁路开关触发线圈 6-第一阻断二极管 7-第二阻断二极管 8-第一晶闸管 9-第二晶闸管10-第一晶闸管触发电路 11-第二晶闸管触发电路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，一种单电源供电的冗余触发电路，所述触发电路包括旁路开关第一触发电路、旁路开关第二触发电路；旁路开关第一触发电路、旁路开关第二触发电路由同一供电电源供电；所述触发电路还包括旁路开关触发线圈5；旁路开关触发线圈5的上端连接供电电源正端；旁路开关触发线圈5的下端分别与旁路开关第一触发电路和旁路开关第二触发电路相连。
如图2所示，所述的旁路开关第一触发电路、旁路开关第二触发的电路结构相同。
旁路开关第一触发电路包括第一充电电阻3、第一储能电容1、第一阻断二极管6、第一晶闸管8；第一储能电容1的上端连接供电电源正端；第一储能电容1的下端与第一充电电阻3的上端相连，与第一晶闸管8的下端相连；第一充电电阻3的下端连接供电电源负端；第一晶闸8管的上端连接第一阻断二极管6的阴极；第一阻断二极管6的阳极与旁路开关触发线圈5的下端相连。
旁路开关第二触发电路包括第二充电电阻4、第二储能电容2、第二阻断二极管7、第二晶闸管9；第二储能电容2的上端连接供电电源正端；第二储能电容2的下端与第二充电电阻4的上端相连，与第二晶闸管9的下端相连；第二充电电阻4的下端连接供电电源负端；第二晶闸管9的上端连接第二阻断二极管7的阴极；第二阻断二极管7的阳极与旁路开关触发线圈5的下端相连。
所述的第一晶闸管8的控制端连接第一晶闸管触发电路10，所述的第二晶闸管9的控制端连接第二晶闸管触发电路11，第一晶闸管触发电路10和第二晶闸管触发电路11均可采用本领域常规使用的晶闸管触发电路。
本发明的工作原理为：供电电源经第一充电电阻3为第一储能电容1充电，当第一晶闸管8功能正常时，第一储能电容1会逐渐充电至接近供电电源的电压；供电电源经第二充电电阻4为第二储能电容2充电，当第二晶闸管9功能正常时，第二储能电容2会逐渐充电至接近供电电源的电压。电路原理具体如下：
1、当电路中，各部件工作正常时，工作的过程如下：
(1)单电源供电的冗余触发电路启动前，第一储能电容1和第二储能电容2的电压为0V，1第一晶闸管触发电路10和第二晶闸管触发电路11无触发信号，第一晶闸管8和第二晶闸管9处于截止状态；
(2)供电电源上电后，供电电源经第一充电电阻3向第一储能电容1充电，供电电源经第二充电电阻4向第二储能电容2充电；
(3)由于第一晶闸管8和第二晶闸管9均处于截止状态，无电流流过，使第一储能电容1和第二储能电容2的电压，不断充电至接近供电电源电压。
(4)当第一晶闸管触发电路10或第二晶闸管触发电路11接收到触发信号时，触发第一晶闸管8或第二晶闸管9导通，使第一储能电容1或第二储能电容2向旁路开关触发线圈5放电，触发旁路开关闭合。
2、当电路中个别部件出现异常时，以第二晶闸管9出现短路故障为例，工作的过程如下：
(1)单电源供电的冗余触发电路启动前，第一储能电容1和第二储能电容2的电压为0V，第一晶闸管触发电路10和第二晶闸管触发电路11无触发信号，第一晶闸管8处于截止状态，第二晶闸管9处于短路状态；
(2)供电电源上电后，供电电源经第一充电电阻3向第一储能电容1充电；
(3)由于第二晶闸管9处于短路状态，供电电源上电后，供电电源流经旁路开关触发线圈5、第二阻断二极管7、第二晶闸管9、第二充电电阻4，使第二储能电容2无法充电。
(4)由于第一晶闸管8均处于截止状态，无电流流过，使第一储能电容1的电压，不断充电至接近供电电源电压。
(5)当第一晶闸管触发电路10接收到触发信号时，触发第一晶闸管8导通，使第一储能电容1向旁路开关触发线圈5放电，且由于第二阻断二极管7具有反向阻断电流的作用，所以第一储能电容1的放电电流，完全流经旁路开关触发线圈5，实现了冗余触发的功能，触发旁路开关闭合。
本领域技术人员应当明了，以上所示仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。
以上对本发明所提供的一种单电源供电的冗余触发电路，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种单电源供电的冗余触发电路，其特征在于，所述触发电路包括旁路开关第一触发电路、旁路开关第二触发电路；旁路开关第一触发电路、旁路开关第二触发电路由同一供电电源供电；所述触发电路还包括旁路开关触发线圈；旁路开关触发线圈的上端连接供电电源正端；旁路开关触发线圈的下端分别与旁路开关第一触发电路和旁路开关第二触发电路相连。
2.根据权利要求1所述的一种单电源供电的冗余触发电路，其特征在于，所述的旁路开关第一触发电路、旁路开关第二触发的电路结构相同；
旁路开关第一触发电路包括第一充电电阻、第一储能电容、第一阻断二极管、第一晶闸管；第一储能电容的上端连接供电电源正端；第一储能电容的下端与第一充电电阻的上端相连，与第一晶闸管的下端相连；第一充电电阻的下端连接供电电源负端；第一晶闸管的上端连接第一阻断二极管的阴极；第一阻断二极管的阳极与旁路开关触发线圈的下端相连；
旁路开关第二触发电路包括第二充电电阻、第二储能电容、第二阻断二极管、第二晶闸管；第二储能电容的上端连接供电电源正端；第二储能电容的下端与第二充电电阻的上端相连，与第二晶闸管的下端相连；第二充电电阻的下端连接供电电源负端；第二晶闸管的上端连接第二阻断二极管的阴极；第二阻断二极管的阳极与旁路开关触发线圈的下端相连。
3.根据权利要求2所述的一种单电源供电的冗余触发电路，其特征在于，所述的第一晶闸管的控制端连接第一晶闸管触发电路，所述的第二晶闸管的控制端连接第二晶闸管触发电路。
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