CN203151364U - 一种多晶闸管同步光脉冲触发电路 - Google Patents
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Abstract
一种多晶闸管同步光脉冲触发电路，包括主控制器、光脉冲触发器和连接光脉冲触发器输出端的晶闸管，还包括备用控制器、光脉冲检测器和第二光脉冲触发器，所述主控制器产生的晶闸管触发光脉冲信号经光纤传输线连接光脉冲触发器，备用控制器产生相应的晶闸管触发光脉冲信号经光纤传输线连接第二光脉冲触发器，所述光脉冲检测器一端经光纤传输线连接第二光脉冲触发器，光脉冲检测器另一端经光纤传输线连接主控制器和备用控制器，所述光脉冲触发器和第二光脉冲触发器之间设有级联线。采用两套完全独立的控制器、光纤传输、光脉冲触发、级联触发和光脉冲触发检测等电路实现了多晶闸管的双路热备用冗余光脉冲同步触发。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种晶闸管光脉冲触发电路，尤其涉及一种大功率高电压晶闸管变流系统中晶闸管串、并联或同相逆并联整流工作方式下的多晶闸管同步光脉冲触发电路。
背景技术
在大功率晶闸管变流装置系统中，由于输出电流及电压较大，主回路阀臂往往采用多只晶闸管元件并联或串联方式工作，同时为进一步抵消磁场和降低损耗，一般在大功率的晶闸管整流装置中，主电路也往往采用同相逆并联电路接线方式。这些系统均要求同一导电组别的多只串联、并联或逆并联的晶闸管器件能够稳定可靠地在同一时刻同步触发开通。
大功率晶闸管变流装置一般都是工作在强大的交直流电流和较高电压等级条件下，因此其现场环境恶劣，电磁干扰非常严重，而目前普遍使用的晶闸管电脉冲触发系统经常容易遭受到干扰，难以保证晶闸管变流装置系统长期高可靠运行。
实用新型内容
本实用新型其目的就在于提供一种多晶闸管的同步光脉冲触发电路，满足大功率高电压晶闸管变流系统中晶闸管串、并联或同相逆并联整流工作方式下的多晶闸管同步触发。该触发电路不仅能够解决电脉冲信号在传输过程中的传输距离短、易衰减、易受电磁干扰等问题，还能够通过级联触发的方式实现同步触发多路串、并联晶闸管，以及实现双路光脉冲输入信号互为备用的热备用冗余功能，具有电路结构简明、传输距离远、稳定可靠性高、抗干扰能力强以及制作维护成本低的特点。
实现上述目的而采取的技术方案，包括主控制器、光脉冲触发器和连接光脉冲触发器输出端的晶闸管，还包括备用控制器、光脉冲检测器和第二光脉冲触发器，所述主控制器产生的晶闸管触发光脉冲信号经光纤传输线连接光脉冲触发器，备用控制器产生相应的晶闸管触发光脉冲信号经光纤传输线连接第二光脉冲触发器，所述光脉冲检测器一端经光纤传输线连接第二光脉冲触发器，光脉冲检测器另一端经光纤传输线连接主控制器和备用控制器，所述光脉冲触发器和第二光脉冲触发器之间设有级联线。
与现有技术相比本实用新型具有以下优点。
本实用新型采用两套完全独立的控制器、光纤传输、光脉冲触发、级联触发和光脉冲触发检测等电路实现了多晶闸管的双路热备用冗余光脉冲同步触发，具有电路结构简明、稳定可靠性高、抗干扰能力强以及制作维护成本低的特点，能够较好地满足大功率高电压晶闸管变流系统中晶闸管串、并联或同相逆并联整流工作方式下的多晶闸管的同步触发。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1为本装置电路原理结构框图。
图2为图1中光脉冲触发器原理框图。
图3为图1中光脉冲检测器原理框图。
具体实施方式
本装置包括主控制器3、光脉冲触发器1和连接光脉冲触发器1输出端的晶闸管12，如图1所示，还包括备用控制器4、光脉冲检测器5和第二光脉冲触发器2，所述主控制器3产生的晶闸管触发光脉冲信号经光纤传输线连接光脉冲触发器1，备用控制器4产生相应的晶闸管触发光脉冲信号经光纤传输线连接第二光脉冲触发器2，所述光脉冲检测器5一端经光纤传输线连接第二光脉冲触发器2，光脉冲检测器5另一端经光纤传输线连接主控制器3和备用控制器4，所述光脉冲触发器1和第二光脉冲触发器2之间设有级联线。
所述光脉冲触发器1中，光脉冲输入信号经光/电转换电路、功率放大、脉冲隔离变换和脉冲输出，驱动晶闸管12，如图2所示，所述光脉冲触发器1输出一个级联信号，经级联线连接第二光脉冲触发器2，经功率放大、脉冲隔离变换和脉冲输出，驱动第二晶闸管14。
所述第二光脉冲触发器2中，功率放大电路除产生24V功率脉冲给功率变换电路外，同时还产生一个5V电脉冲信号给电/光转换电路，转换为光脉冲信号输出，此信号经光纤传输线送至光脉冲检测器5，经光脉冲检测器5内光/电转换及FPGA逻辑判断后，同时经两路电/光转换分别经光纤传输线连接到主控制器3和备用控制器4的光脉冲触发检测端口，如图3所示。
本装置包括主控制器、备用控制器、光脉冲触发回路、光脉冲检测回路、光纤传输线、级联线等。
控制系统的主控制器或备用控制器各自可直接发出晶闸管变流装置所需的6路或12路光触发脉冲，每路触发信号经光纤分别传输到整流柜的6组或12组光脉冲触发回路，每组光脉冲触发回路包括2个及以上的光脉冲触发器，其中主控制器3发出的一路光脉冲信号直接接至光脉冲触发器1光纤输入端口，备用控制器4发出的相对应一路光脉冲信号接至第二光脉冲触发器2的光纤输入端口。工作时，控制系统仅有1个控制器发出光脉冲触发信号，同一组的光脉冲触发回路中的各光脉冲触发器都通过级联端口的级联线进行连接。
正常工作时，由主控制器3发出的一路光脉冲触发信号，经光纤传输至光脉冲触发器1，经光/电转换后，一路输出经功率放大、脉冲隔离变换和脉冲输出，产生驱动晶闸管所需的触发脉冲。同时另一路输出至级联端口，通过级联线接到其它各个光脉冲触发器，作为其脉冲触发输入信号，均同步经功率放大、脉冲隔离变换和脉冲输出，产生各自驱动晶闸管所需的触发脉冲，从而实现了多晶闸管的同步触发。
在每一个光脉冲触发器中，功率放大电路除产生功率脉冲给功率变换电路外，同时还产生一个电脉冲信号经电/光转换至光脉冲返回信号输出端口。每组光脉冲触发回路中级联的最后一个光脉冲触发器的光脉冲返回信号通过光纤分别接到光脉冲检测器输入端口，经光脉冲检测器内光/电转换及FPGA逻辑判断后，同时经两路电/光转换分别经光纤接到主控制器和备用控制器的光脉冲触发检测端口，从而识别光脉冲触发信号是否有异常故障，并以此判断是否启动备用控制器、停止主控制器，从而实现双通道光脉冲触发热备用切换控制。
从上述的技术方案可以看出，本实用新型采用两套完全独立的控制器、光纤传输、光脉冲触发、级联触发和光脉冲触发检测等电路实现了多晶闸管的双路热备用冗余光脉冲同步触发，具有电路结构简明、稳定可靠性高、抗干扰能力强以及制作维护成本低等显著优点，能够较好地满足大功率高电压晶闸管变流系统中晶闸管串、并联或同相逆并联整流工作方式下的多晶闸管的同步触发。
下面以控制器发出一路光脉冲触发信号同时驱动4只并联晶闸管为例进行详细说明。
在图1中，主控制器3产生的晶闸管触发光脉冲信号经光纤传输线送至光脉冲触发器1，备用控制器4产生相应的晶闸管触发光脉冲信号经光纤传输线送至第二光脉冲触发器2。正常工作时，仅由主控制器3发送光脉冲信号，在光脉冲触发器1中，光脉冲输入信号经光/电转换电路，转换为幅值为5V电脉冲信号，送入功率放大电路进行功率放大，产生幅值为24V的功率脉冲，24V的功率脉冲进入脉冲变换电路，经脉冲隔离和幅值变换产生8V脉冲信号，由脉冲输出电路整形后输出脉冲，驱动2只晶闸管12。同时光脉冲触发器1输出一个级联信号，经级联线送至第二光脉冲触发器2，在第二光脉冲触发器2中，来自光脉冲触发器1的级联信号经功率放大电路进行功率放大，产生幅值为24V的功率脉冲，24V的功率脉冲进入脉冲变换电路，经脉冲隔离和幅值变换产生8V脉冲信号，由脉冲输出电路整形后输出脉冲，驱动2只晶闸管14。达到来自主控制器1输出的一路光脉冲信号同时驱动4只（或更多）并联晶闸管的目的。
在第二光脉冲触发器2中，功率放大电路除产生24V功率脉冲给功率变换电路外，同时还产生一个5V电脉冲信号给电/光转换电路，转换为光脉冲信号输出，此信号经光纤传输线送至光脉冲检测器5，经光脉冲检测器5内光/电转换及FPGA逻辑判断后，同时经两路电/光转换分别经光纤传输线接到主控制器3和备用控制器4的光脉冲触发检测端口，从而识别光脉冲触发信号是否正确，并以此作为是否启动备用控制器的依据。
在主控制器3工作时，备用控制器4处于待命状态，当光脉冲触发器1未收到来自主控制器3的光脉冲信号时，或光脉冲触发器1输出给第二光脉冲触发器2的级联信号丢失，则第二光脉冲触发器2输出给光脉冲检测器5的光脉冲返回信号也将丢失，光脉冲检测器5立即发返回信号给主控制器3和备用主控制器4，停止主控制器3，启动备用主控制器4，达到热备切换的目的。
Claims (3)
1.一种多晶闸管同步光脉冲触发电路，包括主控制器（3）、光脉冲触发器（1）和连接光脉冲触发器（1）输出端的晶闸管（12），其特征在于，还包括备用控制器（4）、光脉冲检测器（5）和第二光脉冲触发器（2），所述主控制器（3）产生的晶闸管触发光脉冲信号经光纤传输线连接光脉冲触发器（1），备用控制器（4）产生相应的晶闸管触发光脉冲信号经光纤传输线连接第二光脉冲触发器（2），所述光脉冲检测器（5）一端经光纤传输线连接第二光脉冲触发器（2），光脉冲检测器（5）另一端经光纤传输线连接主控制器（3）和备用控制器（4），所述光脉冲触发器（1）和第二光脉冲触发器（2）之间设有级联线。
2.根据权利要求1所述的一种多晶闸管同步光脉冲触发电路，其特征在于，所述光脉冲触发器（1）中，光脉冲输入信号经光/电转换电路、功率放大、脉冲隔离变换和脉冲输出，驱动晶闸管（12），所述光脉冲触发器（1）输出一个级联信号，经级联线连接第二光脉冲触发器（2），经功率放大、脉冲隔离变换和脉冲输出，驱动第二晶闸管（14）。
3.根据权利要求1或2所述的一种多晶闸管同步光脉冲触发电路，其特征在于，所述第二光脉冲触发器（2）中，功率放大电路除产生24V功率脉冲给功率变换电路外，同时还产生一个5V电脉冲信号给电/光转换电路，转换为光脉冲信号输出，此信号经光纤传输线送至光脉冲检测器（5），经光脉冲检测器（5）内光/电转换及FPGA逻辑判断后，同时经两路电/光转换分别经光纤传输线连接到主控制器（3）和备用控制器（4）的光脉冲触发检测端口。
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