CN203800837U - 一种晶闸管双触发脉冲整流控制器 - Google Patents

一种晶闸管双触发脉冲整流控制器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种晶闸管双触发脉冲整流控制器，主要由数字信号处理器、同步信号调理电路、脉冲放大隔离电路、脉冲检测电路和232通讯电路组成；所述的同步信号调理电路的输入端外接整流电源，输出端与数字信号处理器的输入端相连接；所述的数字信号处理器的输出端与脉冲放大隔离电路的输入端相连接，脉冲放大隔离电路的输出端外接晶闸管触发引脚，形成控制回路；所述的脉冲放大隔离电路的输出端还连接着脉冲检测电路；所述的数字信号处理器还分别与脉冲检测电路、232通讯电路相连接。该控制器结构简单、设计合理、运行可靠、价格低廉。

Description

一种晶闸管双触发脉冲整流控制器
技术领域
本实用新型涉及一种控制器的内部电路结构设计，属于晶闸管三相整流控制设备领域，尤其涉及了一种以数字信号处理器为控制核心，配合其他电路结构控制晶闸管三相全控整流桥触发脉冲的控制器。
背景技术
随着现代电力电子器件晶闸管的快速发展，晶闸管在大电流、高电压、大容量领域凭借其优良的特性，以及合理的价位，成为了工业常用的整流控制器件；特别在逆变器，三相整流，高压直流输变电等方面被广泛应用。
目前在市场上有一些专用的晶闸管三相全控整流触发脉冲控制芯片，如TC797，TCF792等，这类芯片的应用需要附加同步信号调理电路、脉冲放大隔离等相关电路，才能实现其晶闸管的触发功能；如需实现一些复杂的控制功能，如闭环控制等，则需要配以单片机等MCU芯片才能实现，使得控制系统的结构变得繁琐，也增加了成本。
另外有许多关于晶闸管触发脉冲的控制器，如中国专利申请号为201220490779.6所述的电泳电源用晶闸管整流装置，主要应用于输入电源频率恒定的电泳领域，对于输入电源频率变化的应用场合不适用；中国专利申请号为201010564910.4所述的一种晶闸管数字触发器，采用CPLD产生触发脉冲，配以调节器才能实现闭环控制，控制系统较为复杂；中国专利申请号为200920274853.9所述的一种晶闸管用数字触发器，采用多个单片机以及多个可编程逻辑器所构成晶闸管触发控制系统，系统设计复杂；中国专利申请号为201110096925.7所述的单片机多功能可控硅触发器，采用一个单片机构成晶闸管触发控制系统，不具备脉冲检测功能，与本实用新型所用数字信号处理器以及具备脉冲检测功能的控制器不同。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、设计合理、运行可靠、价格低廉的,集成了晶闸管三相全控整流触发脉冲所需的外围电路的，以数字信号处理器作为脉冲发生以及控制芯片的晶闸管双触发脉冲整流控制器。
为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种晶闸管双触发脉冲整流控制器，是用于产生触发脉冲并控制三相晶闸管全控整流桥的触发脉冲控制装置，其中，该控制器主要由数字信号处理器、同步信号调理电路、脉冲放大隔离电路、脉冲检测电路和232通讯电路组成；所述的同步信号调理电路的输入端外接整流电源，输出端与数字信号处理器的输入端相连接；所述的数字信号处理器的输出端与脉冲放大隔离电路的输入端相连接，脉冲放大隔离电路的输出端外接晶闸管触发引脚，形成控制回路；所述的脉冲放大隔离电路的输出端还连接着脉冲检测电路；所述的数字信号处理器还分别与脉冲检测电路、232通讯电路相连接。
以上所述的数字信号处理器采用工业级的DSPIC30F3010数字信号处理器。
以上所述的数字信号处理器还设有I/O接口和AD接口。通过I/O接口和AD接口连接外部设备，实现采样电压、电流或其他信号实现闭环、开环控制；或是接收控制命令，输出故障报警或动作等。
以上所述的同步信号调理电路中设有互感器PT，并外接整流电源。同步信号调理电路主要是将整流电源信号整形为方波信号，然后传输给数字信号处理器。
以上所述的232通讯电路设有232通讯串口，外接上位机或PC。
以上所述的脉冲检测电路分为上桥触发脉冲检测电路和下桥触发脉冲检测电路；而且每路输出6个脉冲，为同步信号6倍频率。
以上所述的上桥触发脉冲检测电路和下桥触发脉冲检测电路均分别由一个电阻和三个三极管组成。
在本实用新型中，脉冲放大隔离电路是对晶闸管触发脉冲功率进行放大，再由脉冲变压器隔离触发晶闸管的电路，发出的脉冲可以跟随整流电源的频率变化而变化，整流电源频率宽度可达10Hz-100Hz；且脉冲放大隔离电路输出的触发脉冲为双脉冲，脉冲宽度为同步信号同期的1/12。
本实用新型的工作原理：
将脉冲放大隔离电路的触发脉冲G1、G2、G3、G4、G5、G6连接至晶闸管触发引脚，将整流电源接入同步信号调理电路，得到方波信号送入数字信号处理器，再由数字信号处理器进行运算、处理，发出晶闸管触发脉冲，触发脉冲经过三极管进行功率放大后，再由脉冲变压器进行隔离后，触发晶闸管；同时，数字信号处理器检测发出脉冲是否异常，如异常则输出报警信号。数字信号处理器可以根据的采样AD信号以及I/O信号，控制触发脉冲的移相角，实现晶闸管三相整流的功能。
与现有技术相比较，本实用新型具备的有益效果：
1.本实用新型的控制器结构简单、设计合理、运行可靠、价格低廉。
2.本实用新型集成了晶闸管三相全控整流触发脉冲所需的外围电路和数字信号处理器，结构简单，易于实现电压、电流、转速等的闭环、开环控制功能。
3. 本实用新型以数字信号处理器作为晶闸管整流脉冲控制器的核心单元，能进行复杂的数据运算，实现高速、精准、可靠的控制；将脉冲检测分为上桥脉冲检测和下桥脉冲检测，检测电路结构简单，具备全脉冲检测功能；而且整流电源频率宽，特别适用电源频率不稳定的工况下，如柴油发电机组等；系统简单，维护方便。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型同步信号调理电路原理图。
图3是本实用新型脉冲放大隔离电路原理图。
图4是本实用新型脉冲检测电路中上桥触发脉冲检测电路原理图。
同步信号调理电路说明：同步信号调理电路将整流电源频率经互感器隔离缩小后，在经由LM324运放处理后成方波信号，该方波信号即是同步信号。
脉冲放大隔离电路说明：数字信号处理器发出触发脉冲经过三极管将功率放大后，再经由脉冲变压器隔离后，触发晶闸管。
脉冲检测电路说明：分为上桥触发脉冲检测和下桥触发脉冲检测，两部分电路结构一致，工作原理相同。图4为上桥触发脉冲检测电路原理图。脉冲从功率放大三极管处读取，将上桥脉冲整合在一起，产生6脉冲，脉冲频率为同步信号的6倍，如检测到脉冲频率不是同步信号的6倍频，则脉冲出现故障。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例：
如图所示，一种晶闸管双触发脉冲整流控制器，主要由工业级的DSPIC30F3010数字信号处理器、同步信号调理电路、脉冲放大隔离电路、脉冲检测电路和232通讯电路组成；所述的同步信号调理电路的输入端外接整流电源，输出端与数字信号处理器的输入端相连接；所述的数字信号处理器的输出端与脉冲放大隔离电路的输入端相连接，脉冲放大隔离电路的输出端外接晶闸管触发引脚，形成控制回路；所述的脉冲放大隔离电路的输出端还连接着脉冲检测电路；所述的数字信号处理器还分别与脉冲检测电路、232通讯电路相连接。
所述的数字信号处理器还设有I/O接口和AD接口。所述的同步信号调理电路中设有互感器PT，并外接整流电源。所述的232通讯电路设有232通讯串口，外接上位机或PC。所述的脉冲检测电路分为上桥触发脉冲检测电路和下桥触发脉冲检测电路，均分别由一个电阻和三个三极管构成。
应用实例一：
将脉冲输出G1、G2、G3、G4、G5、G6与晶闸管触发回路相连接；供电电源外接开关电源24V和5V；与同步信号调理电路连接的整流电源为市电电源；232通讯电路可连接上位机或显示操作界面；AD采样整流电压信号；I/O连接外部开关量控制信号，实现恒整流电压控制。
应用实例二：
将脉冲输出G1、G2、G3、G4、G5、G6与晶闸管回路相连接；晶闸管整流输出连接至柴油发电机组的励磁绕组，供电电源外接开关电源24V和5V；同步信号调理电路连接整流电源为柴油发电机组发出的三相电源；232通讯电路连接上位机或显示操作界面；AD采样机端电压信号；I/O连接外部开关量控制信号；实现柴油发电机组的恒机端电压控制。
应用实例三：
将脉冲输出G1、G2、G3、G4、G5、G6与晶闸管回路相连接；晶闸管整流输出连接至直流电动机励磁绕组；供电电源外接开关电源24V和5V；同步信号调理电路连接整流电源为直流电动机发出的三相电源；232通讯电路连接上位机或显示操作界面；AD采样信号为直流电机的转速信号；I/O连接外部开关量控制信号；实现直流电机的恒转速控制。

Claims (7)

1.一种晶闸管双触发脉冲整流控制器，是用于产生触发脉冲并控制三相晶闸管全控整流桥触发脉冲的控制装置，其特征在于：该控制器主要由数字信号处理器、同步信号调理电路、脉冲放大隔离电路、脉冲检测电路和232通讯电路组成；所述的同步信号调理电路的输入端外接整流电源，输出端与数字信号处理器的输入端相连接；所述的数字信号处理器的输出端与脉冲放大隔离电路的输入端相连接，脉冲放大隔离电路的输出端外接晶闸管触发引脚，形成控制回路；所述的脉冲放大隔离电路的输出端还连接着脉冲检测电路；所述的数字信号处理器还分别与脉冲检测电路、232通讯电路相连接。
2.根据权利要求1所述的晶闸管双触发脉冲整流控制器，其特征在于：所述的数字信号处理器采用工业级的DSPIC30F3010数字信号处理器。
3.根据权利要求1或2所述的晶闸管双触发脉冲整流控制器，其特征在于：所述的数字信号处理器还设有I/O接口和AD接口。
4.根据权利要求1或2所述的晶闸管双触发脉冲整流控制器，其特征在于：所述的同步信号调理电路中设有互感器PT，并外接整流电源。
5.根据权利要求1或2所述的晶闸管双触发脉冲整流控制器，其特征在于：所述的232通讯电路设有232通讯串口，外接上位机或PC。
6.根据权利要求1或2所述的晶闸管双触发脉冲整流控制器，其特征在于：所述的脉冲检测电路分为上桥触发脉冲检测电路和下桥触发脉冲检测电路。
7.根据权利要求6所述的晶闸管双触发脉冲整流控制器，其特征在于：所述的上桥触发脉冲检测电路和下桥触发脉冲检测电路均由一个电阻和三个三极管构成。
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