CN201274463Y - 可控硅复合开关电路装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可控硅容性负载过零导通电路装置。其包括并联连接的可控硅采样电路及磁保持继电器，还包括顺序连接的如下电路：一个电容电压波形整形电路，将可控硅采样电路采样到的电容电压信号转换为全波整流信号；一个过零信号生成以及光电隔离电路，将该全波整流信号转换为窄脉冲信号；一个反向整形电路，将该窄脉冲信号倒相；一个可控硅保护门电路以及触发驱动器，将该倒相窄脉冲信号连接到可控硅的控制栅，作为可控硅过零导通的控制信号。本实用新型可以阻止任何过零点时刻以外的误触发信号，确保可控硅不会因误触发而被烧毁。而且制作，调试，使用都非常方便，所增加的元器件的价格也较低廉。

Description

可控硅复合开关电路装置

技术领域

本实用新型涉及可控硅复合开关电路装置，尤其涉及可控硅容性负载过零导通电路装置。

背景技术

在电网中存在大量电感性负载，致使电网功率因数降低，电能大量损失。加入电力电容容性负载，可以有效提高电网功率因数，减少电能损失，然而加入电力电容时由于电容的充电性能，使得当电网电压与电容中电压相差较大时，可达成千上万安培的充电电流(涌流)而烧毁接触器的触点。

近期推行的复合开关则先用可控硅导通来加入电力电容容性负载，继而用磁保持继电器替换可控硅。由于可控硅可以实现过零开关，从而可使涌流基本为零。但是上述复合开关存在容易烧毁可控硅的问题，其原因大致有二：1，取样电路与图1所示基本相同，都是电力电容C与可控硅T串联，可控硅T两端的电压为过零电压的取样电压，该取样电压信号仅仅是一个方波，无法得到过零点的确切时刻。过零点的确切时刻往往要经过计算才能得到，而实际上由于电网电压的畸变或电容残余电压的放电速率等原因，使计算得到的结果与实际不符，致使可控硅易于产生误触发而被烧毁；2，绝大多数复合开关都采用单片微机CPU作运算控制单元，但单片微机CPU的运行程序在受到强干扰时极易产生程序跑飞，一旦程序跑飞，即使采用加看门狗电路等办法再快恢复程序，还是极容易产生可控硅的误触发，致使可控硅也易于被烧毁。

实用新型的内容

本实用新型针对上述现有可控硅复合开关电路装置由于电容的充电电流(涌流)而烧毁接触器的触点以及无法得到过零点的确切时刻致使可控硅易于产生误触发而被烧毁的问题，提供另一种可控硅容性负载过零导通电路装置，其可以有效阻止任何过零点时刻以外的误触发信号，确保可控硅不会因误触发而被烧毁。

本实用新型的技术方案如下：

可控硅复合开关电路装置，包括并联连接的可控硅采样电路及磁保持继电器，其特征是还包括顺序连接的如下电路：一个电容电压波形整形电路，将可控硅采样电路采样到的电容电压信号转换为全波整流信号；一个过零信号生成以及光电隔离电路，将该全波整流信号转换为窄脉冲信号；一个反向整形电路，将该窄脉冲信号倒相；一个可控硅保护门电路以及触发驱动器，将该倒相窄脉冲信号连接到可控硅的控制栅，作为可控硅过零导通的控制信号。

其中：所述电容电压波形整形电路由二极管D1~D4构成桥式整流器；所述过零信号生成以及光电隔离电路的构成为：由偏置电阻R4接三极管BG1基极，三极管BG1集电极接光电隔离器OPT，偏置电阻R4的另一端以及三极管BG1的发射极分别连接桥式整流器的两输出端，由二极管D5、电容器C1、组成三极管BG1以及光电隔离器OPT的电源电路，其中二极管D5的一端分别与所述桥式整流器的输入端以及可控硅采样电路及磁保持继电器连接，另一端分别与光电隔离器OPT的输入端以及电容器C1的一端连接，电容器C1的另一端与所述桥式整流器的输出端连接；所述反向整形以及可控硅保护门电路的构成为：由三极管BG2，电容器C2，电阻R6、R7、R8组成延时反相器，三极管BG2的集电极接非门A的一个输入端，非门A的输出端通过触发驱动器与可控硅的控制端连接，CPU或数字逻辑电路分别与光电隔离器OPT的输出端、所述延时反相器的输入端以及非门A的输入端连接，非门A的另外一个输入端接触发信号。可控硅T通过康铜丝保护电阻RO与电网连接。

本实用新型的有益技术效果是：

1，波形整形和过零信号生成电路使得到的过零点的确切时刻与电网电压的畸变或电容残余电压的放电基本无关。

2，可控硅保护门电路可以有效阻止任何在过零点时刻附近以外的误触发信号，确保可控硅不会因误触发而被烧毁。

3，制作，调试，使用非常方便，所增加的元器件的价格也较低廉。

附图说明

图1所示为本实用新型的电路图。

图2所示为本实用新型的关键点波形图。

图3所示为本实用新型的原理方框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

如图1、图3所示，本实用新型包括可控硅T采样电路及磁保持继电器REL，两者并联连接，还包括电容电压波形整形电路、过零信号生成以及光电隔离电路、反向整形以及可控硅保护门电路，其中：电容电压波形整形电路由分压电阻R1，R2以及二极管D1~D4构成桥式整流器，桥式整流器的输入端与可控硅T采样电路及磁保持继电器REL连接；过零信号生成以及光电隔离电路的构成为：由偏置电阻R4接三极管BG1基极，三极管BG1集电极接光电隔离器OPT，偏置电阻R4的另一端以及三极管BG1的发射极分别连接上述桥式整流器的两输出端，由二极管D5、电容器C1组成三极管BG1以及光电隔离器OPT的电源电路，光电隔离器OPT采用市售产品，其中二极管D5的一端分别与所述桥式整流器的输入端以及可控硅采样电路的保护电阻RO及磁保持继电器REL连接，另一端分别与光电隔离器OPT的输入端以及电容器C1的一端连接，电容器C1的另一端与所述桥式整流器的输出端连接；反向整形以及可控硅保护门电路的构成为：由三极管BG2，电容器C2，电阻R6、R7、R8按已有技术连接组成延时反相器，三极管BG2的集电极接非门A的一个输入端，非门A的输出端通过触发驱动器与可控硅的控制端连接，CPU或数字逻辑电路分别与光电隔离器OPT的输出端、上述延时反相器的输入端以及非门A的输入端以及磁保持继电器REL的控制端连接，非门A的另外一个输入端接触发信号。可控硅T通过康铜丝RO与电网连接。

结合图2关键点波形图分析本实用新型的工作原理。电力电容C与可控硅T串联接入电网，由于在可控硅T未导通时该回路中无电流，电容C上无交流压降，(只有剩余直流电压)，因此可控硅T两端电压Uab波形与电网电压Uac相同(如图2所示Uab，Uac)，从而实现对电网电压的采样。当可控硅T两端电压Uab不等于零时，通过上述桥式整流器的输出电压如图2所示为Ufg，该电压通过偏置电阻R4使三极管BG1导通，并使光电隔离器OPT开通，致使h点电压为零，见图2所示Vh，只有当可控硅T两端电压Uab接近等于零时，上述桥式整流器的输出电压Ufg约等于0，三极管BG1截止，光电隔离器OPT断开，才使h点电压Vh为高。该电压无论电网电压波形是否有畸变，都能正确无误的反映出可控硅T两端电压是否为零，因此该电压Vh一方面给CPU或数字逻辑电路提供了可控硅T的可靠的过零导通时间点，另一方面通过反向整形后控制非门电路A以确保在可控硅T两端电压不等于零时关闭该门电路，如图2所示，Vj＝1使门电路输出为零，以防可控硅在Uab非零时被误触发。由D5，C1组成的整流滤波电路提供了三极管BG1以及光电隔离器OPT的工作电源。上述延时反相器，能更进一步保证门电路的正确过零开关时间，使零触发误差小于0.5毫秒。磁保持继电器REL在可控硅导通后闭合，以避免可控硅长时间导通而发热烧毁。绕成圈的康铜丝RO???与可控硅T串联接入电网，其阻抗可以进一步保护可控硅。图3更清晰的显示了输出电压在各模块间的转换过程。

Claims (3)

1.可控硅复合开关电路装置，该装置包括并联连接的可控硅采样电路及磁保持继电器，其特征是还包括顺序连接的如下电路：一个电容电压波形整形电路，将可控硅采样电路采样到的电容电压信号转换为全波整流信号；一个过零信号生成以及光电隔离电路，将该全波整流信号转换为窄脉冲信号；一个反向整形电路，将该窄脉冲信号倒相；一个可控硅保护门电路以及触发驱动器，将该倒相窄脉冲信号连接到可控硅的控制栅，作为可控硅过零导通的控制信号。

2.根据权利要求1所述的可控硅复合开关电路装置，其特征是其中：所述电容电压波形整形电路由二极管(D1)~(D4)构成桥式整流器；所述过零信号生成以及光电隔离电路的构成为：由偏置电阻(R4)接三极管(BG1)基极，三极管(BG1)集电极接光电隔离器(OPT)，偏置电阻(R4)的另一端以及三极管(BG1)的发射极分别连接桥式整流器的两输出端，由二极管(D5)、电容器(C1)、组成三极管(BG1)以及光电隔离器(OPT)的电源电路，其中二极管(D5)的一端分别与所述桥式整流器的输入端以及可控硅采样电路及磁保持继电器连接，另一端分别与光电隔离器(OPT)的输入端以及电容器(C1)的一端连接，电容器(C1)的另一端与所述桥式整流器的输出端连接；所述反向整形以及可控硅保护门电路的构成为：由三极管(BG2)，电容器(C2)，电阻(R6)、(R7)、(R8)组成延时反相器，三极管(BG2)的集电极接非门(A)的一个输入端，非门(A)的输出端通过触发驱动器与可控硅的控制端连接，CPU或数字逻辑电路分别与光电隔离器(OPT)的输出端、所述延时反相器的输入端以及非门(A)的输入端连接，非门(A)的另外一个输入端接触发信号。

3.根据权利要求2所述的可控硅复合开关电路装置，其特征是：可控硅(T)通过康铜丝保护电阻(R0)与电网连接。

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