CN209057103U - 一种交流调压电路用晶闸管驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交流调压电路用晶闸管驱动电路，属于电子技术领域，包括光耦隔离电路、功率放大电路、脉冲输出电路和晶闸管保护电路，解决了功率放大电路电源波动对弱电控制电路的影响的技术问题，本实用新型通过光耦实现了弱电控制电路和功率放大电路的隔离，提高了弱电控制电路的可靠性，避免了功率放大电路电源波动对弱电控制电路的影响。

Description

一种交流调压电路用晶闸管驱动电路

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，尤其涉及一种交流调压电路用晶闸管驱动电路。

背景技术

现有晶闸管驱动电路一般采用驱动芯片和单路输出高频脉冲变压器实现晶闸管的驱动。

驱动芯片缺点在于其承受的瞬时过电压、du/dt、di/dt能力差，导致晶闸管误触发问题；同时存在成本高等问题。

现有高频脉冲变压器驱动克服了这一缺点，但是存在弱电控制电路和功率放大电路不隔离，导致脉冲输出时，功率放大电路电源波动造成了弱电控制电路的误触发，整个驱动电路的抗干扰能力差；晶闸管保护电路和晶闸管驱动电路分离，同时单个电路只能输出一路脉冲，导致实际应用时存在体积大、安装维护不便，可靠性低，成本高等问题。同时现有驱动电路只有普通的RC吸收电路，普通电容可靠性低，吸收效果差；当电网瞬时过电压时，无法对晶闸管可靠保护；

同时，现有晶闸管驱动电路，对高频脉冲变压器的保护，仅仅局限于对反电动势的续流保护，无限流及过压保护措施；在晶闸管频繁触发的情况下，高频脉冲变压器原边线圈存在过流、过压损坏的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种交流调压电路用晶闸管驱动电路，解决了功率放大电路电源波动对弱电控制电路的影响的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种交流调压电路用晶闸管驱动电路，包括光耦隔离电路、功率放大电路、脉冲输出电路和晶闸管保护电路；

光耦隔离电路包括光耦BO1和电阻R1，输入脉冲控制信号Input连接光耦BO1的1脚；光耦BO1的2脚连接电阻R1的一脚，电阻R1的另外一脚连接正电源VCC1；光耦BO1的3脚连接正电源VCC2；

功率放大电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管T1、二极管D1、稳压管D2和电容C1，光耦BO1的4脚连接电阻R3的一脚，电阻R3的另外一脚分别连接三极管T1的基极和电阻R4的一脚，电阻R4的另一脚连接三极管T1的发射极E；三极管T1的集电极C分别连接电阻R5的一脚、稳压管D2的负极和高频脉冲变压器B1的1/2脚，电阻R5与稳压管D2并联连接；三极管T1的发射极E连接支撑电容C1的负端和电源地GND2；稳压管D2的正极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极分别连接电阻R2的一脚、电容C1的正极和高频脉冲变压器B1的3/4脚，电阻R2的另一脚连接正电源VCC2；

脉冲输出电路包括高频脉冲变压器B1、二极管D3、二极管D4、电阻R6和电阻R7，高频脉冲变压器B1的5脚连接二极管D3的正极，二极管D3的负极连接电阻R6的一脚，电阻R6的另一脚即为第一路脉冲的输出正端；高频脉冲变压器B1的6脚即为第一路脉冲输出负端；高频脉冲变压器B1的7脚即为第二路脉冲输出负端；高频脉冲变压器B1的8脚连接二极管D4的正极，二极管D4的负极连接电阻R7的一脚，电阻R7的另一脚即为第二路脉冲的输出正端；

晶闸管保护电路包括压敏电阻RV、电容C2和电阻R8，电阻RV的一脚连接高频脉冲变压器B1的6脚，电阻RV的另一脚分别连接高频脉冲变压器B1的7脚；高频脉冲变压器B1的6脚和7脚还通过串联连接的电阻R8和电容C2连接。

所述正电源VCC1与所述正电源VCC2的电压值不相等；正电源VCC2对应的电源地为电源地GND2。

所述稳压管D2为稳压二极管。

本实用新型所述的一种交流调压电路用晶闸管驱动电路，解决了功率放大电路电源波动对弱电控制电路的影响的技术问题，本实用新型通过光耦实现了弱电控制电路和功率放大电路的隔离，提高了弱电控制电路的可靠性，避免了功率放大电路电源波动对弱电控制电路的影响；通过采用三极管功率放大电路对弱电脉冲信号进行功率放大；同时加强了对高频脉冲变压器的原边保护，在高频脉冲变压器原边续流电路增加了限流电阻，用于对原边线圈的过流保护；同时在续流电阻两端并接了稳压管，用于避免驱动信号关闭时原边线圈反电动势对原边线圈的击穿，大大提高了高频脉冲变压器的可靠性；本实用新型通过采用变比为2:1:1的高频脉冲器实现双路驱动脉冲的隔离输出，在相同驱动脉冲路数输出的情况下，相对只有单路输出形式的高频脉冲变压器，体积大大缩小，特别适用晶闸管调压电路的驱动；由于晶闸管调压电路，两个晶闸管反并联工作；晶闸管导通的条件是具备触发脉冲并且承受正向压降，故两路脉冲同时存在的情况下，晶闸管导通与否取决于哪个晶闸管承受正向压降；因此双路脉冲输出可以正常驱动反向并联的晶闸管模块；同时，为了有效避免晶闸管因频繁开启产生的du/dt、di/dt的损坏，本实用新型采用RC电路直接并接在驱动电路输出端子，电容C2为CBB电容，实际应用时安装方便，可靠性高；同时，为了防止电网瞬时过电压对晶闸管的损坏，本实用新型在晶闸管两端并接了压敏电阻，有效保护了晶闸管。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

具体实施方式

由图1所示的一种交流调压电路用晶闸管驱动电路，包括光耦隔离电路、功率放大电路、脉冲输出电路和晶闸管保护电路；

光耦隔离电路包括光耦BO1和电阻R1，输入脉冲控制信号Input连接光耦BO1的1脚；光耦BO1的2脚连接电阻R1的一脚，电阻R1的另外一脚连接正电源VCC1；光耦BO1的3脚连接正电源VCC2；

功率放大电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管T1、二极管D1、稳压管D2和电容C1，光耦BO1的4脚连接电阻R3的一脚，电阻R3的另外一脚分别连接三极管T1的基极和电阻R4的一脚，电阻R4的另一脚连接三极管T1的发射极E；三极管T1的集电极C分别连接电阻R5的一脚、稳压管D2的负极和高频脉冲变压器B1的1/2脚，电阻R5与稳压管D2并联连接；三极管T1的发射极E连接支撑电容C1的负端和电源地GND2；稳压管D2的正极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极分别连接电阻R2的一脚、电容C1的正极和高频脉冲变压器B1的3/4脚，电阻R2的另一脚连接正电源VCC2；

脉冲输出电路包括高频脉冲变压器B1、二极管D3、二极管D4、电阻R6和电阻R7，高频脉冲变压器B1的5脚连接二极管D3的正极，二极管D3的负极连接电阻R6的一脚，电阻R6的另一脚即为第一路脉冲的输出正端；高频脉冲变压器B1的6脚即为第一路脉冲输出负端；高频脉冲变压器B1的7脚即为第二路脉冲输出负端；高频脉冲变压器B1的8脚连接二极管D4的正极，二极管D4的负极连接电阻R7的一脚，电阻R7的另一脚即为第二路脉冲的输出正端；

晶闸管保护电路包括压敏电阻RV、电容C2和电阻R8，电阻RV的一脚连接高频脉冲变压器B1的6脚，电阻RV的另一脚分别连接高频脉冲变压器B1的7脚；高频脉冲变压器B1的6脚和7脚还通过串联连接的电阻R8和电容C2连接。

所述正电源VCC1与所述正电源VCC2的电压值不相等；正电源VCC2对应的电源地为电源地GND2。

所述稳压管D2为稳压二极管。

光耦隔离电路用于弱电控制电路和功率放大电路的隔离，提高电路的可靠性；功率放大电路用于实现脉冲信号的功率放大；脉冲输出电路用于驱动电路和强电电路的隔离；通过高频脉冲变压器实现了双路脉冲的输出控制；晶闸管保护电路用于对晶闸管du/dt、di/dt的吸收和电网瞬时过电压的保护。

本实用新型的电路的工作过程为脉冲输出阶段、脉冲输出准备阶段，包括如下过程：

当电路输入信号Input为低电平时，光耦BO1原边发光二极管导通触发光耦BO1副边导通，光耦BO1输出为低电平；电阻R3、电阻R4、三极管T1、高频脉冲变压器B1原边构成了三极管功率放大电路，其中电阻R3为基极电阻，电阻R4为偏置电阻，高频脉冲变压器B1原边等效阻抗为集电极电阻；当光耦BO1输出为低电平时，三极管T1开通，电容C1通过高频脉冲变压器B1原边、三极管T1进行对GND2放电；此高电平信号经过高频脉冲变压器B1副边感应出高电平信号，其中高频脉冲变压器B1的5脚、6脚为一路输出脉冲信号，5脚为正极，6脚为负极，此信号经过二极管D3、电阻R6输出，对应输出端子为Out1+和Out1-；高频脉冲变压器B1的7脚、8脚为另外一路输出脉冲信号，8脚为正极，7脚为负极，此信号经过二极管D4、电阻R7输出，对应输出端子为Out2+和Out2-；反并联的晶闸管模块中承受正向压降的晶闸管被触发导通，承受反向压降的晶闸管截止；

当电路输入信号Input为高电平时，光耦BO1截止，三极管T1关断，电源VCC2经过电阻R2对电容C1进行充电；高频脉冲变压器B1通过电阻R5、二极管D1放电，用于线圈反电动势能量的释放，为下次触发做准备，同时稳压管D2实现了对B1原边线圈的过压保护，此时高频脉冲变压器B1副边感应出低电平，驱动电路输出为低电平，晶闸管模块均不被触发。

压敏电阻RV、电容C2、电阻R8组成晶闸管保护电路(电路4)，该电路用于对晶闸管du/dt、di/dt的吸收和电网瞬时过电压的保护。晶闸管频繁的导通截止会产生很高的du/dt、di/dt信号，此信号被RC模块吸收，有效避免了对晶闸管的损害。同时压敏电阻RV通过吸收电网瞬时过电压，避免了电网瞬时过电压对晶闸管的损害

本实用新型所述的一种交流调压电路用晶闸管驱动电路，解决了功率放大电路电源波动对弱电控制电路的影响的技术问题，本实用新型通过光耦实现了弱电控制电路和功率放大电路的隔离，提高了弱电控制电路的可靠性，避免了功率放大电路电源波动对弱电控制电路的影响；通过采用三极管功率放大电路对弱电脉冲信号进行功率放大；同时加强了对高频脉冲变压器的原边保护，在高频脉冲变压器原边续流电路增加了限流电阻，用于对原边线圈的过流保护；同时在续流电阻两端并接了稳压管，用于避免驱动信号关闭时原边线圈反电动势对原边线圈的击穿，大大提高了高频脉冲变压器的可靠性；本实用新型通过采用变比为2:1:1的高频脉冲器实现双路驱动脉冲的隔离输出，在相同驱动脉冲路数输出的情况下，相对只有单路输出形式的高频脉冲变压器，体积大大缩小，特别适用晶闸管调压电路的驱动；由于晶闸管调压电路，两个晶闸管反并联工作；晶闸管导通的条件是具备触发脉冲并且承受正向压降，故两路脉冲同时存在的情况下，晶闸管导通与否取决于哪个晶闸管承受正向压降；因此双路脉冲输出可以正常驱动反向并联的晶闸管模块；同时，为了有效避免晶闸管因频繁开启产生的du/dt、di/dt的损坏，本实用新型采用RC电路直接并接在驱动电路输出端子，电容C2为CBB电容，实际应用时安装方便，可靠性高；同时，为了防止电网瞬时过电压对晶闸管的损坏，本实用新型在晶闸管两端并接了压敏电阻，有效保护了晶闸管。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (3)

1.一种交流调压电路用晶闸管驱动电路，其特征在于：包括光耦隔离电路、功率放大电路、脉冲输出电路和晶闸管保护电路；

光耦隔离电路包括光耦BO1和电阻R1，输入脉冲控制信号Input连接光耦BO1的1脚；光耦BO1的2脚连接电阻R1的一脚，电阻R1的另外一脚连接正电源VCC1；光耦BO1的3脚连接正电源VCC2；

功率放大电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管T1、二极管D1、稳压管D2和电容C1，光耦BO1的4脚连接电阻R3的一脚，电阻R3的另外一脚分别连接三极管T1的基极和电阻R4的一脚，电阻R4的另一脚连接三极管T1的发射极E；三极管T1的集电极C分别连接电阻R5的一脚、稳压管D2的负极和高频脉冲变压器B1的1脚与2脚，电阻R5与稳压管D2并联连接；三极管T1的发射极E连接支撑电容C1的负端和电源地GND2；稳压管D2的正极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极分别连接电阻R2的一脚、电容C1的正极和高频脉冲变压器B1的3脚与4脚，电阻R2的另一脚连接正电源VCC2；

脉冲输出电路包括高频脉冲变压器B1、二极管D3、二极管D4、电阻R6和电阻R7，高频脉冲变压器B1的5脚连接二极管D3的正极，二极管D3的负极连接电阻R6的一脚，电阻R6的另一脚即为第一路脉冲的输出正端；高频脉冲变压器B1的6脚即为第一路脉冲输出负端；高频脉冲变压器B1的7脚即为第二路脉冲输出负端；高频脉冲变压器B1的8脚连接二极管D4的正极，二极管D4的负极连接电阻R7的一脚，电阻R7的另一脚即为第二路脉冲的输出正端；

晶闸管保护电路包括压敏电阻RV、电容C2和电阻R8，电阻RV的一脚连接高频脉冲变压器B1的6脚，电阻RV的另一脚分别连接高频脉冲变压器B1的7脚；高频脉冲变压器B1的6脚和7脚还通过串联连接的电阻R8和电容C2连接。

2.如权利要求1所述的一种交流调压电路用晶闸管驱动电路，其特征在于：所述正电源VCC1与所述正电源VCC2的电压值不相等；正电源VCC2对应的电源地为电源地GND2。

3.如权利要求1所述的一种交流调压电路用晶闸管驱动电路，其特征在于：所述稳压管D2为稳压二极管。