CN204947915U - 晶闸管整流桥换相过压吸收装置及晶闸管整流电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了晶闸管整流桥换相过压吸收装置及晶闸管整流电路，涉及晶闸管整流技术领域，旨在提供一种既能有效快速吸收尖峰过电压，又能有效减少电阻损耗的换相尖峰过电压吸收装置及包含其的晶闸管整流电路。本实用新型技术要点：包括二极管整流桥，第一阻容模块及第二阻容模块；二极管整流桥具有三相交流电输入端；第一阻容模块与第二阻容模块串联后连接于二极管整流桥的正输出端与负输出端之间；第一阻容模块包括第一电阻与第一电容，第一电阻与第一电容并联；第二阻容模块包括第二电阻与第二电容，第二电阻与第二电容并联；第一电阻的阻值至少为第二电阻的阻值的10倍，第一电容的电容值至少为第二电容的电容值的10倍。
Description
技术领域
本实用新型涉及晶闸管整流技术领域，尤其是一种大功率晶闸管整流桥换向过压吸收装置。
背景技术
晶闸管整流桥是常用的交流转换成直流的换向装置。一般由六只晶闸管组成全控整流桥，见图1。这种整流桥在应用中，由于晶闸管的器件特性，在晶闸管关断时，会产生较大尖峰，称之为换相过电压。该过电压需要通过吸收回路进行抑制和减小。
现有的吸收回路是阻容吸收回路。在晶闸管整流桥中的每个晶闸管上并联一个电阻与一个电容，如图2中的电阻R、电容C组成吸收回路，减小晶闸管V1上的尖峰过电压。由于当晶闸管V1关断时，电容C要充电到V1相等的电压，V1开通时，电容C又要瞬间放电，对于高电压回路，长期充电、放电会严重影响电容C的寿命，也会增加损耗。
如图3是另一种吸收电路，其与上述方案的区别在于阻容吸收回路中的电阻采用的是非线性电阻，但此种电路在高电压场合由于吸收效果差，可靠性差，而很少应用。
另外一种吸收电路称为集中阻容吸收电路，如图4。该电路是提供一个二极管整流桥5和并联阻容模块6。变压器1输出的三相交流电接入到晶闸管整流桥2的输入端，同时也接至二极管整流桥5的输入端，晶闸管整流桥2的正输出端通过开关3连接至负载4的一端，负载4的另一端连接至晶闸管整流桥2的负输出端。电阻R′1与电容C′1并联后接入到二极管整流桥5的正、负输出端之间。
图4中的晶闸管整流桥2中的晶闸管上不再并联吸收电路，晶闸管在关断时会产生换相尖峰过电压并反映在其输入端上，由于整流桥5与整流桥2的输入端电压相同，输入端上的电压及叠加在其上面的尖峰换相过电压经整流桥5整流后在其输出端产生带毛刺的直流电压，直流电压上带有换向尖峰电压，经阻容模块6滤波后抑制了该尖峰电压，从而抑制了晶闸管整流桥输入端上的换相尖峰电压。
该吸收装置存在的问题是，阻容模块的时间常数τ＝R′1C′1必需小于一定值，如几十毫秒，若时间常数较大，则无法吸收尖峰过电压。这样一来，电阻R′1取值便不能太大，电容C′1取值不能太小，否则吸收效果变差。然而当电阻R′1上的电压较高，如几千伏，时，电阻R′1的损耗非常大，这会导致电阻R′1发热甚至烧毁。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种既能有效快速吸收尖峰过电压，又能有效减少电阻损耗的换相尖峰过电压吸收装置。
本实用新型中的晶闸管整流桥换相过压吸收装置，包括二极管整流桥，第一阻容模块及第二阻容模块；
二极管整流桥具有三相交流电输入端，用于接入三相交流电；
第一阻容模块与第二阻容模块串联后连接于二极管整流桥的正输出端与负输出端之间；
第一阻容模块包括第一电阻与第一电容，第一电阻与第一电容并联；第二阻容模块包括第二电阻与第二电容，第二电阻与第二电容并联；
第一电阻的阻值至少为第二电阻的阻值的10倍，第一电容的电容值至少为第二电容的电容值的10倍。
优选地，所述二级管整流桥包含6只快速二极管。
优选地，所述二级管整流桥中的6只二极管形成三支并联的支路，每支支路上串联有两只二极管，且其中在上的二极管的阴极连接在下的二极管的阳极；三个支路中在上的二极管的阳极连接一起形成二极管整流桥的负输出端，三个支路中在下的二极管的阴极连接在一起形成二极管整流桥的正输出端；每个支路中两个二极管的公共连接点为二极管整流桥的一个输入端，用于接入三相交流电中的一相。
优选地，第一电阻阻值的取值范围为10千欧姆～100千欧姆，第一电容的电容值取值范围为10微法～100微法，第二电阻的阻值取值范围为1千欧姆～10千欧姆，第二电容的电容值取值范围为1微法～10微法。
优选地，第一阻容模块的时间常数为1百毫秒～10秒；第二阻容模块的时间常数为1毫秒～100毫秒。
本实用新型中的晶闸管整流电路，包括晶闸管整流桥、二极管整流桥，第一阻容模块及第二阻容模块；
晶闸管整流桥具有三相交流电输入端，用于接入三相交流电；晶闸管整流桥的输出端用于向负载供电；
二极管整流桥具有三相交流电输入端，与晶闸管整流桥的三相交流电输入端连接；
第一阻容模块与第二阻容模块串联后连接于二极管整流桥的正输出端与负输出端之间；
第一阻容模块包括第一电阻与第一电容，第一电阻与第一电容并联；第二阻容模块包括第二电阻与第二电容，第二电阻与第二电容并联；
第一电阻的阻值至少为第二电阻的阻值的10倍，第一电容的电容值至少为第二电容的电容值的10倍。
综上所述，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供了一组阻容模块承担大部分的整流直流电压，由于电阻较大，损耗明显降低；提供另一组阻容模块吸收换相尖峰过电压，由于时间常数小，从而有效抑制大功率晶闸管整流桥换相尖峰，同时整体效果降低了吸收电路的损耗。
附图说明
图1是晶闸管整流桥的电路结构。
图2是现有技术中的阻容吸收电路。
图3是现有技术中另一组阻容吸收电路。
图4是现有技术中的集中阻容吸收电路。
图5是本实用新型电路原理图。
图6为本实用新型中二极管整流桥的电路结构。
图中标记：
1为变压器；2为晶闸管整流桥；3为开关；4为负载；5为二极管整流桥；6为现有技术中的阻容模块；7为第一阻容模块；8为第二阻容模块。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
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5，本实用新型的电路结构包括二极管整流桥5、第一阻容模块7及第二阻容模块8。
其中二极管整流桥5包括6只二极管，优选为快速二极管。这6只二极管形成三支并联的支路，每支支路上串联有两只二极管，且其中在上的二极管的阴极连接在下的二极管的阳极，再将三个支路中在上的二极管的阳极连接一起形成二极管整流桥5的负输出端，将三个支路中在下的二极管的阴极连接在一起形成二极管整流桥5的正输出端。每个支路中两个二极管的公共连接点为二极管整流桥5的一个输入端，接入变压器1输出的三相电压中的一相，如图6。
将第一阻容模块7与第二阻容模块8串联后在连接在二极管整流桥5的正、负输出端之间。
其中第一阻容模块7包括并联的电阻R1及电容C1，第二阻容模块8包括并联的电阻R2及电容C2。电阻R1的阻值至少为电阻R2的阻值的10倍，电容C1的电容值至少为电容C2的电容值的10倍。
在一个更优选的实施例中，电阻R1的取值范围为10千欧姆～100千欧姆(KΩ)，电容C1的取值范围为10微法～100微法(μF)，电阻R2的取值范围为1KΩ～10KΩ，电容C2的取值范围为1μF～10μF。
继续参见图5，使用时，变压器1输出的三相电接入到晶闸管整流桥2的三相交流电输入端，同时也接至二极管整流桥5的三相交流电输入端，晶闸管整流桥2的正输出端通过开关3连接至负载4的一端，负载4的另一端连接至晶闸管整流桥2的负输出端。
晶闸管整流桥2关断时会产生尖峰过电压并叠加在其输入电压上，二极管整流桥5的输入端的电压与晶闸管整流桥2的输入端的电压相同，因此换相尖峰过压也体现在二极管整流桥5的输入端上，使得二极管整流桥5的输出含有直流分量和交流分量，直流分量数值一般为整流桥三相交流输入电压有效值的1.35倍，交流分量一般为峰值窄小的尖峰量，其数值一般为整流桥三相交流输入电压幅值的0.5-1倍，交流分量含有尖峰电压，必须加以抑制。为了达到该目的，阻容模块7中的时间常数和电阻值均要足够大，阻容模块7中时间常数和电阻值均要足够小。
具体的，当电容C1的电容值为电容C2的电容值的数十倍时，90％以上的尖峰电压将加在阻容模块8上，调整电阻R2的阻值与电容C2的电容值可以使阻容模块8的时间常数为几毫秒，从而快速有效的吸收掉尖峰过电压。
当电阻R1的阻值为电阻R2的数十倍时，二极管整流桥5输出的90％以上的直流电压将施加在阻容模块7上。又由于阻容模块7中的电阻R1阻值相对现有技术中的电阻R′1提高了数十倍，因此损耗降低到原来损耗的几十分之一。调整电阻R1的阻值与电容C1的阻值可以使阻容模块7的时间常数达到几百毫秒。
可见，本实用新型中阻容模块的功耗小，且吸收尖峰能力强，且成本低，具有广阔的市场前景。
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 (10)
1.一种晶闸管整流桥换相过压吸收装置，其特征在于，包括二极管整流桥，第一阻容模块及第二阻容模块；
二极管整流桥具有三相交流电输入端，用于接入三相交流电；
第一阻容模块与第二阻容模块串联后连接于二极管整流桥的正输出端与负输出端之间；
第一阻容模块包括第一电阻与第一电容，第一电阻与第一电容并联；第二阻容模块包括第二电阻与第二电容，第二电阻与第二电容并联；
第一电阻的阻值至少为第二电阻的阻值的10倍，第一电容的电容值至少为第二电容的电容值的10倍。
2.根据权利要求1所述的一种晶闸管整流桥换相过压吸收装置，其特征在于，所述二极管整流桥包含6只快速二极管。
3.根据权利要求2所述的一种晶闸管整流桥换相过压吸收装置，其特征在于，所述二级管整流桥中的6只二极管形成三支并联的支路，每支支路上串联有两只二极管，且其中在上的二极管的阴极连接在下的二极管的阳极；三个支路中在上的二极管的阳极连接一起形成二极管整流桥的负输出端，三个支路中在下的二极管的阴极连接在一起形成二极管整流桥的正输出端；每个支路中两个二极管的公共连接点为二极管整流桥的一个输入端，用于接入三相交流电中的一相。
4.根据权利要求1或2所述的一种晶闸管整流桥换相过压吸收装置，其特征在于，第一电阻阻值的取值范围为10千欧姆~100千欧姆，第一电容的电容值取值范围为10微法~100微法，第二电阻的阻值取值范围为1千欧姆~10千欧姆，第二电容的电容值取值范围为1微法~10微法。
5.根据权利要求4所述的一种晶闸管整流桥换相过压吸收装置，其特征在于，第一阻容模块的时间常数为1百毫秒~10秒；第二阻容模块的时间常数为1毫秒~100毫秒。
6.一种晶闸管整流电路，其特征在于，包括晶闸管整流桥、二极管整流桥，第一阻容模块及第二阻容模块；
晶闸管整流桥具有三相交流电输入端，用于接入三相交流电；晶闸管整流桥的输出端用于向负载供电；
二极管整流桥具有三相交流电输入端，与晶闸管整流桥的三相交流电输入端连接；
第一阻容模块与第二阻容模块串联后连接于二极管整流桥的正输出端与负输出端之间；
第一阻容模块包括第一电阻与第一电容，第一电阻与第一电容并联；第二阻容模块包括第二电阻与第二电容，第二电阻与第二电容并联；
第一电阻的阻值至少为第二电阻的阻值的10倍，第一电容的电容值至少为第二电容的电容值的10倍。
7.根据权利要求6所述的一种晶闸管整流电路，其特征在于，所述二极管整流桥包含6只快速二极管。
8.根据权利要求7所述的一种晶闸管整流电路，其特征在于，所述二级管整流桥中的6只二极管形成三支并联的支路，每支支路上串联有两只二极管，且其中在上的二极管的阴极连接在下的二极管的阳极；三个支路中在上的二极管的阳极连接一起形成二极管整流桥的负输出端，三个支路中在下的二极管的阴极连接在一起形成二极管整流桥的正输出端；每个支路中两个二极管的公共连接点为二极管整流桥的一个输入端，用于接入三相交流电中的一相。
9.根据权利要求6或7所述的一种晶闸管整流电路，其特征在于，第一电阻阻值的取值范围为10千欧姆~100千欧姆，第一电容的电容值取值范围为10微法~100微法，第二电阻的阻值取值范围为1千欧姆~10千欧姆，第二电容的电容值取值范围为1微法~10微法。
10.根据权利要求9所述的一种晶闸管整流电路，其特征在于，第一阻容模块的时间常数为1百毫秒~10秒；第二阻容模块的时间常数为1毫秒~100毫秒。
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