CN202218010U - 反并联晶闸管对称电压保护强触发电路 - Google Patents

反并联晶闸管对称电压保护强触发电路 Download PDF

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尤芳茂
张双云
陈勇
来宏炳
胡佳骏
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Abstract

反并联晶闸管对称电压保护强触发电路，它涉及一种强触发电路。它的晶闸管(KP1)阳极、二极管(D1)正极、电容(C2)一端、电阻(R4)一端、电阻(R8)一端、晶闸管(KP2)阴极均与电源的火线相连，晶闸管(KP1)门极分别与电阻(R5)一端和电阻(R7)一端相连，电阻(R5)另一端与压敏电阻(Z1)一端相连，压敏电阻(Z1)另一端分别与电阻(R3)一端、电容(C1)一端、电阻(R1)一端相连，电阻(R1)另一端与二极管(D1)负极相连。它的晶闸管能承受大的短路电流通过，工作可靠，实现了触发脉冲前沿陡度和注入高功率的脉冲电流，达到接近理想门极触发电流的波形。

Description

反并联晶闸管对称电压保护强触发电路
技术领域
本实用新型涉及一种强触发电路，尤其涉及一种反并联晶闸管对称电压保护强触发电路。
背景技术
直流牵引供电，利用运行钢轨回流牵引电流，钢轨不接地，因操作电流或短路电流的存在，运行钢轨与大地间可能产生高的接触电压，故要求配置轨电位保护装置（下称装置），用来防止车站大地与运行钢轨及其上的车辆之间产生危险电压，以保护人员和设施的安全。
参照图1，上述装置是由直流接触器和反并联的晶闸管复合开关回路、测量和操作回路、信号接口、控制器等组成，接触器的主触头通常选用常闭式。
正常情况下，接触器的主触头是断开的，晶闸管也处于阻断状态。
当装置检测到钢轨与大地间的电位差大于第三段动作电压（通常选择600V）时，晶闸管回路立即快速全导通，使钢轨与大地连接，然后启动接触器动作。接触器闭合后，晶闸管回路恢复阻断。
晶闸管采用5000A以上一组反并联晶闸管，其10ms的最大浪涌电流为72kA。反并联晶闸管和单极1250A直流接触器复合开关，能够承受50kA/250ms的短时耐受电流。
轨电位保护装置检测到钢轨与大地之间电位差大于600V时，要求晶闸管过电压保护单元快速导通使钢轨与大地相连，快速限制过电压的危险，接着单极1250A直流接触器动作，主触头短接钢轨与大地，接触器动作时间：≤100ms。
晶闸管快速导通，即在100ms的时间要能承受50kA的持续短路电流，而且元件不得损坏。
通常晶闸管选用5000A以上的器件，其半波浪涌电流值，为72kA/10ms，要达到以上技术指标必须保证晶闸管在几个微秒时间内快速全导通，即晶闸管触发导通时，几个微秒内，触发脉冲电流扩散到晶闸管芯片90%以上的截面积，技术上除了与晶闸管门极结构有关外，更重要的是与晶闸管触发脉冲的前沿陡度，门极注入电流大小和脉冲宽度有关。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种反并联晶闸管对称电压保护强触发电路，它的晶闸管能承受大的短路电流通过，工作可靠，实现了触发脉冲前沿陡度和注入高功率的脉冲电流，达到接近理想门极触发电流的波形。
为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：它包含晶闸管KP1-KP2、电阻R1-R8、二极管D1-D2、压敏电阻Z1-Z2和电容C1-C2，晶闸管KP1阳极、二极管D1正极、电容C2一端、电阻R4一端、电阻R8一端、晶闸管KP2阴极均与电源的火线相连，晶闸管KP1门极分别与电阻R5一端和电阻R7一端相连，电阻R5另一端与压敏电阻Z1一端相连，压敏电阻Z1另一端分别与电阻R3一端、电容C1一端、电阻R1一端相连，电阻R1另一端与二极管D1负极相连，电容C2另一端分别与电阻R2一端、电阻R4另一端、压敏电阻Z2一端相连，电阻R2另一端与二极管D2负极相连，压敏电阻Z2另一端与电阻R6一端相连，电阻R6另一端分别与电阻R8另一端、晶闸管KP2门极相连，电阻R7另一端、电阻R3另一端、电容C1一端、二极管D2正极和晶闸管KP2阳极均接地。
本实用新型的晶闸管能承受大的短路电流通过，工作可靠，实现了触发脉冲前沿陡度和注入高功率的脉冲电流，达到接近理想门极触发电流的波形。
附图说明：
图1为背景技术中轨电位保护装置的结构示意图；
图2为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式：
参照图2，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含晶闸管KP1-KP2、电阻R1-R8、二极管D1-D2、压敏电阻Z1-Z2和电容C1-C2，晶闸管KP1阳极、二极管D1正极、电容C2一端、电阻R4一端、电阻R8一端、晶闸管KP2阴极均与电源的火线相连，晶闸管KP1门极分别与电阻R5一端和电阻R7一端相连，电阻R5另一端与压敏电阻Z1一端相连，压敏电阻Z1另一端分别与电阻R3一端、电容C1一端、电阻R1一端相连，电阻R1另一端与二极管D1负极相连，电容C2另一端分别与电阻R2一端、电阻R4另一端、压敏电阻Z2一端相连，电阻R2另一端与二极管D2负极相连，压敏电阻Z2另一端与电阻R6一端相连，电阻R6另一端分别与电阻R8另一端、晶闸管KP2门极相连，电阻R7另一端、电阻R3另一端、电容C1一端、二极管D2正极和晶闸管KP2阳极均接地。
本具体实施方式中的电容C1、电容C2均为1μF，当钢轨与大地之间有电位差时，就通过电阻R1（或电阻R2）对电容C1（或电容C2）进行预充电，在没有达到雪崩转折电压前，高压击穿二极管处于开态，最多有小于5μA的漏电流，晶闸管不可能强触发而可靠地处于阻断状态。预充电的时间延迟约为几十微秒，它增加了触发电路抗尖峰冲击电压干扰的能力，提升了工作可靠性，又不影响模块的触发功能。
本具体实施方式当1μF电容上预充电电压值达到雪崩转折电压时，高压击穿二极管瞬间转折，1μF电容上预充电的600V电压能量瞬间通过47Ω低感限流电阻R5对门极注入脉冲电流，通过限位电阻值大小可调节脉冲电流值大小，通常调整在5A左右，实现了触发脉冲前沿陡度和注入高功率的脉冲电流，达到接近理想门极触发电流的波形。

Claims (1)

1.反并联晶闸管对称电压保护强触发电路，其特征在于它包含晶闸管(KP1)-(KP2)、电阻(R1)-(R8)、二极管(D1)-(D2)、压敏电阻(Z1)-(Z2)和电容(C1)-(C2)，晶闸管(KP1)阳极、二极管(D1)正极、电容(C2)一端、电阻(R4)一端、电阻(R8)一端、晶闸管(KP2)阴极均与电源的火线相连，晶闸管(KP1)门极分别与电阻(R5)一端和电阻(R7)一端相连，电阻(R5)另一端与压敏电阻(Z1)一端相连，压敏电阻(Z1)另一端分别与电阻(R3)一端、电容(C1)一端、电阻(R1)一端相连，电阻(R1)另一端与二极管(D1)负极相连，电容(C2)另一端分别与电阻(R2)一端、电阻(R4)另一端、压敏电阻(Z2)一端相连，电阻(R2)另一端与二极管(D2)负极相连，压敏电阻(Z2)另一端与电阻(R6)一端相连，电阻(R6)另一端分别与电阻(R8)另一端、晶闸管(KP2)门极相连，电阻(R7)另一端、电阻(R3)另一端、电容(C1)一端、二极管(D2)正极和晶闸管(KP2)阳极均接地。
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