CN203691366U - 一种适用高压tsc无功补偿装置的晶闸管驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及高压晶闸管阀驱动技术领域，具体为一种适用高压TSC无功补偿装置的晶闸管驱动电路。该驱动电路包括光纤驱动信号发生器、晶闸管驱动和保护装置、晶闸管、缓冲电路和高位取能电路，其中光纤驱动信号发生器，根据检测的电网电压和相位信号，输入到晶闸管驱动和保护装置中；晶闸管驱动和保护装置通过一光电脉冲变换器输出电脉冲，该装置从后级的高位取能电路获取能量，将转换而来的电信号功率放大，施加到晶闸管元件的门极上，使之触发导通；缓冲电路，减少在反向电压建立的过程中作用在晶闸管3上的过电压。本实用新型解决了体积庞大、价格昂贵的问题，大大的节省了系统的成本和体积，同时，也没有电磁干扰导致可控硅误触发的隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及高压晶闸管阀驱动技术领域，具体为一种适用高压TSC无功补偿装置的晶闸管驱动电路。
背景技术
在高压无功补偿领域，市场上最为常见的、已经产品化的开关器件即晶闸管，又名可控硅(Silicon-Controlled Rectifier).在实际应用中，为了提高单机容量，常常将几个SCR串联使用，但一旦其中一个SCR该导通时没有导通，就会导致过压损坏，进而会使一组串联的SCR损坏。因此，一个高性能、高可靠性的压晶闸管阀驱动技术至关重要。
分析国际上常用的晶闸管驱动技术，可以分为三类，直接驱动式、低压取能隔离驱动式、高压取能隔离驱动式。
直接驱动式的缺点为：其能量提供和信号检测、提供都由低压侧提供，其信号触发质量往往受限于电流互感器、低压侧电源，不够灵活。触发脉冲穿行于高电磁干扰环境，容易引起控制电路误触发，在更高电压和容量的应用中，电磁兼容问题、绝缘问题、触发的强度、陡度、以及触发的一致性，都更加难以保证。
低压取能隔离驱动式的优点是可以隔离能量提供和信号检测端，但考虑到较高的电气应力，其隔离变压器往往体积较大，元器件数量也很多，同时其噪声干扰也是不得不考虑的问题。尤其是在更高电压、更大容量的工程应用中，绝缘和电磁兼容问题显得更加突出，用于隔离的脉冲变压器或电流互感器的绝缘要求更加严格，制造成本更高。
高压取能隔离驱动式虽然不需要低压端而避免一些隔离问题，但其SCR触发所需的能量往往会受到限制。其通用的基于BOD器件的晶闸管自供电触发系统在实际应用中有更多缺点如体积大、成本高、高压设计困难、损耗较大、触发脉冲不可控、对光纤信号的收发也难以提供足够的能量。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种适用高压TSC无功补偿装置的晶闸管驱动电路，旨在解决体积庞大、价格昂贵的问题。
本实用新型是这样实现的，一种适用高压TSC无功补偿装置的晶闸管驱动电路，该驱动电路包括光纤驱动信号发生器、晶闸管驱动和保护装置、晶闸管、缓冲电路和高位取能电路，其中所述光纤驱动信号发生器，根据检测的电网电压和相位信号，通过数字技术计算得出晶闸管投切信号，并以光信号的模式通过低功耗的光纤传输，输入到晶闸管驱动和保护装置中；
所述晶闸管驱动和保护装置通过一光电脉冲变换器输出电脉冲，该装置从后级的高位取能电路获取能量，将转换而来的电信号功率放大，施加到晶闸管元件的门极上，使之触发导通；
所述缓冲电路，由阻尼电阻串联阻尼电容组成的RC阻尼电路串联一反向钳位二极管后与一限流电阻并联后连接在晶闸管的阳极和阴极；
所述高位取能电路，从高压系统中提取能量，输送到晶闸管驱动和保护装置以驱动晶闸管。
进一步地，所述高位取能电路包括一整流二极管串联一储能电容与一电压钳位电路并联后连接在反相钳位二极管两端，整流二极管与储能电容之间连接电压Vcc。
进一步地，所述反向钳位二极管的正极与晶闸管的阴极连接。
进一步地，整流二极管的正极与反向钳位二极管的负极连接。
本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型中缓冲电路与晶闸管同电位，高位取能电路的地电位仍属于高压系统，在控制与信号系统采用光纤连接后，解决了体积庞大、价格昂贵的高压隔离变压器，大大的节省了系统的成本和体积，同时，也没有电磁干扰导致可控硅误触发的隐患。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种适用高压TSC无功补偿装置的晶闸管驱动电路，该驱动电路包括光纤驱动信号发生器1、晶闸管驱动和保护装置2、晶闸管3、缓冲电路4和高位取能电路5，其中光纤驱动信号发生器1，根据检测的电网电压和相位信号，通过数字技术计算得出晶闸管投切信号，并以光信号的模式通过低功耗的光纤传输，输入到晶闸管驱动和保护装置2中，其典型的输入功率级约为1mW，晶闸管驱动和保护装置2采用常规的晶闸管驱动和保护；晶闸管驱动和保护装置2通过一光电脉冲变换器输出电脉冲，该装置从后级的高位取能电路5获取能量，将转换而来的电信号功率放大，施加到晶闸管3元件的门极上，使之触发导通，晶闸管3的阳极与晶闸管驱动和保护装置2之间连接有一阳极电压反馈电阻Rfb；缓冲电路4，由阻尼电阻RS串联一阻尼电容CS组成的RC阻尼电路串联一反向钳位二极管Drc后与一限流电阻Rb并联后连接在晶闸管3的阳极和阴极，RC阻尼电路用于减少在反向电压建立的过程中作用在晶闸管3上的过电压，限流电阻Rb则用于进一步较少所作用的晶闸管3及附近同阀内的晶闸管3共同开关时产生的电压毛刺。高位取能电路5，从高压系统中提取能量，输送到晶闸管驱动和保护装置2以驱动晶闸管3。高位取能电路5包括一整流二极管Ddb串联一储能电容Ces与一电压钳位电路并联后连接在反相钳位二极管Drc两端，整流二极管Ddb与储能电容Ces之间连接电压Vcc。反向钳位二极管Drc的正极与晶闸管3的阴极连接。整流二极管Ddb的正极与反向钳位二极管Drc的负极连接。
高位取能电路5，借助缓冲电路4从高压系统中提取能量，当晶闸管3关断，两端电压上升时，其dv/dt＞0，流经C缓冲电路的电流i通过缓冲电容Cs、缓冲电阻Rs和整流二极管Ddb向储能电容Ces充电，当充电达到预设值时，触发电压钳位电路，将整流二极管Ddb阳极和反向钳位二极管Drc的阳极短接，使整流二极管Ddb截止，起到隔离储能电容Ces的作用，使储能电容Ces上的电压保持恒定。反向钳位二极管Drc的作用是当晶闸管3的两端反相后，反向钳位二极管Drc导通，弱化高位取能电路对缓冲电路的影响。储能电容Ces上的电压Vcc，直接提供给晶闸管驱动和保护装置2，为信号放大提供功率支持。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种适用高压TSC无功补偿装置的晶闸管驱动电路，其特征在于，该驱动电路包括光纤驱动信号发生器、晶闸管驱动和保护装置、晶闸管、缓冲电路和高位取能电路，其中所述光纤驱动信号发生器，根据检测的电网电压和相位信号，通过数字技术计算得出晶闸管投切信号，并以光信号的模式通过低功耗的光纤传输，输入到晶闸管驱动和保护装置中；
所述晶闸管驱动和保护装置通过一光电脉冲变换器输出电脉冲，该装置从后级的高位取能电路获取能量，将转换而来的电信号功率放大，施加到晶闸管元件的门极上，使之触发导通；
所述缓冲电路，由阻尼电阻串联阻尼电容组成的RC阻尼电路串联一反向钳位二极管后与一限流电阻并联后连接在晶闸管的阳极和阴极；
所述高位取能电路，从高压系统中提取能量，输送到晶闸管驱动和保护装置以驱动晶闸管。
2.如权利要求1所述的适用高压TSC无功补偿装置的晶闸管驱动电路，其特征在于，所述高位取能电路包括一整流二极管串联一储能电容与一电压钳位电路并联后连接在反相钳位二极管两端，整流二极管与储能电容之间连接电压Vcc。
3.如权利要求1或2所述的适用高压TSC无功补偿装置的晶闸管驱动电路，其特征在于，所述反向钳位二极管的正极与晶闸管的阴极连接。
4.如权利要求2所述的适用高压TSC无功补偿装置的晶闸管驱动电路，其特征在于，整流二极管的正极与反向钳位二极管的负极连接。
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| CN107809180A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-03-16 | 武汉船舶通信研究所（中国船舶重工集团公司第七二二研究所） | 一种晶闸管高位取能触发电路 |
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