CN215866968U - 一种晶体管监测电路及整流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶体管监测电路，包括：取能模块，所述取能模块的输入端能够与晶体管连接；监测模块，所述监测模块与所述取能模块的输出端连接，所述监测模块能够监测晶体管是否被击穿，所述取能模块在晶体管截止时驱使所述监测模块运行，所述取能模块在晶体管导通时停止所述监测模块运行。由于晶体管只有在截止的时候才可能会发生击穿的问题，因此，通过在晶体管截止时，取能模块驱使监测模块运行，以监测晶体管是否被击穿，取能模块在晶体管导通时，停止监测模块运行，以减少电能消耗，有利于节省电能。

Description

一种晶体管监测电路及整流装置

技术领域

本实用新型涉及晶体管检测领域，特别涉及一种晶体管监测电路及整流装置。

背景技术

晶体管，如二极管，在整流装置高压、大功率的使用环境下，二极管经常需要承受较大的反向电压，以实现单向导通、整流等效果。由于器件老化或电压过大等原因，可能会出现二极管被击穿损毁的情况，二极管被击穿后会失去单向导通特性，并且流经电流会增大，进而对电路中其他部件亦产生影响，导致二次损伤的问题。

现有技术中，部分电路中设置有击穿保护电路，以检测晶体管是否被击穿，进而在晶体管被击穿时，能够及时进行应急处理，避免二次损伤问题。然而，现有的击穿保护电路，在正常工作时消耗电能较大，不利于节省电能。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种晶体管监测电路，其能够在晶体管截止承受电压时对晶体管进行监测，在晶体管导通时停止对晶体管监测，有利于节省电能。

本实用新型还提出整流装置，其能够实现整流功能的同时，能够监测整流二极管是否被击穿，提高可靠性。

根据本实用新型第一方面实施例的一种晶体管监测电路，包括：取能模块，所述取能模块的输入端能够与晶体管连接；监测模块，所述监测模块与所述取能模块的输出端连接，所述监测模块能够监测晶体管是否被击穿，所述取能模块在晶体管截止时驱使所述监测模块运行，所述取能模块在晶体管导通时停止所述监测模块运行。

根据本实用新型实施例的一种晶体管监测电路，至少具有如下有益效果：由于晶体管只有在截止的时候才可能会发生击穿的问题，因此，通过在晶体管截止时，取能模块驱使监测模块运行，以监测晶体管是否被击穿，取能模块在晶体管导通时，停止监测模块运行，以减少电能消耗，有利于节省电能。

根据本实用新型的一些实施例，所述监测模块包括开关单元以及与所述开关单元连接的控制单元，所述取能模块分别与所述开关单元以及所述控制单元连接，所述控制单元根据晶体管承受电压控制所述开关单元启闭。

根据本实用新型的一些实施例，所述监测模块还包括光电转换单元以及状态收集单元，所述光电转换单元的输入端与所述开关单元连接，所述光电转换单元的输出端通过光纤与所述状态收集单元连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述取能模块包括半波整流单元以及稳压单元，所述半波整流单元的输入端能够与晶体管连接，所述半波整流单元的输出端与所述稳压单元的输入端连接，所述稳压单元的输出端与所述监测模块连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述取能模块还包括过压保护单元，所述稳压单元通过所述过压保护单元与所述监测模块连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述半波整流单元包括二极管D1以及二极管D2，所述稳压单元包括电阻R1以及电容C1，所述过压保护单元包括稳压管ZD1；

所述二极管D1的阳极与所述二极管D2的阴极连接，所述二极管的阳极能够与晶体管连接，所述二极管D1的阴极与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端分别与所述电容C1的一端、所述稳压管ZD1的阴极以及所述监测模块连接，所述二极管D2的阳极、电容C1的另一端以及稳压管ZD1的阳极接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述开关单元包括开关管Q1以及电阻R3，所述控制单元包括稳压管ZD2以及开关管Q2；

所述开关管Q1的一端分别与所述取能模块的输出端、电阻R3的一端以及所述稳压管ZD2的阴极连接，所述开关管Q1的控制端分别与所述电阻R3的另一端以及所述开关管Q2的一端连接，所述开关管Q1的另一端与所述光电转换单元连接；

所述开关管Q2的控制端分别与所述稳压管ZD2的阳极以及所述开关管Q1的另一端连接，所述开关管Q2的另一端接地。

根据本实用新型第二方面实施例的整流装置，包括至少一个上述的一种晶体管监测电路，还包括至少两个整流二极管，所述整流二极管之间连接形成整流电路，所述取能模块与所述整流二极管连接。

根据本实用新型实施例的整流装置，至少具有如下有益效果：整流二极管之间连接形成整流电路，以能够对输入的交流电进行整流处理，取能模块与整流二极管连接，以在整流二极管截止承受反向电压时，驱使监测模块对其进行监测，进以能够获知整流二极管是否被击穿，有利于能够在整流二极管被击穿时及时进行反应处理，提高可靠性。同时，取能模块在整流二极管导通时，停止监测模块运作，有利于减少电能消耗，达到节省电能的目的。

根据本实用新型的一些实施例，至少两个所述整流二极管串联，还包括与串联的所述整流二极管一一对应连接的均压电阻，所述均压电阻的一端与所述晶体管连接，所述均压电阻的另一端与所述取能模块连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型其中一种实施例的电路图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，根据本实用新型实施例的一种晶体管监测电路，包括：取能模块100，取能模块100的输入端能够与晶体管连接；监测模块200，监测模块200与取能模块100的输出端连接，取能模块100在晶体管截止时驱使监测模块200运行，取能模块100在晶体管导通时停止监测模块200运行。

由于晶体管只有在截止的时候才可能会发生击穿的问题，因此，通过在晶体管截止时，取能模块100驱使监测模块200运行，以监测晶体管是否被击穿，取能模块100在晶体管导通时，停止监测模块200运行，以减少电能消耗，有利于节省电能。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，监测模块200包括开关单元210以及与开关单元210连接的控制单元220，取能模块100分别与开关单元210以及控制单元220连接，控制单元220根据晶体管承受电压控制开关单元210启闭。

由于晶体管在截止时承受电压过大被击穿后，晶体管承受的电压会减小，因此，控制单元220根据晶体管承受的电压控制开关单元210启闭，进而能够在晶体管被击穿后产生相应的击穿信号，以方便后续根据击穿信号进行应急处理。

取能模块100输出的电压与晶体管承受的电压相关，控制单元220能够根据取能模块输出的电压获知晶体管承受的电压大小。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，监测模块200还包括光电转换单元230以及状态收集单元240，光电转换单元230的输入端与开关单元210连接，光电转换单元230的输出端通过光纤与状态收集单元240连接。

通过光电转换单元230将开关单元210产生的电信号转换为光信号，然后通过光纤传输至状态收集单元240，以此能够实现电气隔离，有利于保护状态收集单元240，提高可靠性。

光电转换单元230可以是常用的光电转换器或光电转换电路的实施方式。状态收集单元240可以是包括光电接收器以及单片机、PLC等处理控制器的实施方式，光电接收器将光信号转换为电信号然后传输至处理控制器，处理控制器接收信号获知晶体管被击穿后，控制其他部件停止运行或进行应急处理。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，取能模块100包括半波整流单元110以及稳压单元120，半波整流单元110的输入端能够与晶体管连接，半波整流单元110的输出端与稳压单元120的输入端连接，稳压单元120的输出端与监测模块200连接。

半波整流单元110与晶体管连接，半波整流单元110在晶体管截止时输出电压至稳压单元120，在晶体管导通时停止输出电压，以此能够达到减少电能消耗的目的，结构简单，便于实施。稳压单元120对半波整流单元110输出的电压进行稳压处理，以令输出至监测模块200的电压更加稳定，有利于提高稳定性。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，取能模块100还包括过压保护单元130，稳压单元120通过过压保护单元130与监测模块200连接。

由于晶体管工作时可能会遇到电压波动，通过设置有过压保护单元130，能够防止过大电压输出至监测模块200，有利于保护监测模块200避免损坏，提高可靠性。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，半波整流单元110包括二极管D1以及二极管D2，稳压单元120包括电阻R1以及电容C1，过压保护单元130包括稳压管ZD1；

二极管D1的阳极与二极管D2的阴极连接，二极管的阳极能够与晶体管连接，二极管D1的阴极与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端分别与电容C1的一端、稳压管ZD1的阴极以及监测模块200连接，二极管D2的阳极、电容C1的另一端以及稳压管ZD1的阳极接地。

二极管D1和二极管D2连接形成半波整流电路，电阻R1和电容C1连接形成RC滤波稳压电路，在晶体管截止时，二极管D1导通并且二极管D2截止，RC滤波稳压电路通过二极管D1获取电压进行稳压处理后传输至监测模块200；在晶体管导通时，二极管D1截止并且二极管D2导通，RC滤波稳压电路被二极管D2短路，并且二极管D1截止，RC滤波稳压电路获取的电压小到可以忽略，可认为没有电压传输至监测模块200，以此实现在晶体管导通时停止监测模块200运作，电路结构简单，便于实施。

在RC滤波稳压电路输出电压大于稳压管ZD1的电压阈值时，稳压管ZD1被击穿，将电压大小维持在稳压管ZD1的电压阈值处，起到过压保护的效果，提高可靠性。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，开关单元210包括开关管Q1以及电阻R3，控制单元220包括稳压管ZD2以及开关管Q2；

开关管Q1的一端分别与取能模块100的输出端、电阻R3的一端以及稳压管ZD2的阴极连接，开关管Q1的控制端分别与电阻R3的另一端以及开关管Q2的一端连接，开关管Q1的另一端与光电转换单元230连接；

开关管Q2的控制端分别与稳压管ZD2的阳极以及开关管Q1的另一端连接，开关管Q2的另一端接地。

取能模块100输出的电压，即RC滤波稳压电路输出的电压施加在稳压管ZD2上，在晶体管截止承受电压时，稳压管ZD2承受的电压大于自身电压阈值，稳压管ZD2击穿流经的电流增大，电流增大使得开关管Q2导通，进而令开关管Q1亦导通，开关管Q1从RC滤波稳压电路获取电能产生脉冲信号；在晶体管被击穿后，由于晶体管承受的电压降低，稳压管ZD2承受的电压会小于自身电压阈值，稳压管ZD2维持截止，使得开关管Q2和开关管Q1截止，开关管Q1不会产生脉冲信号。以此过程，能够根据是否有脉冲信号输出获知晶体管是否被击穿，电路结构简单，便于实施。

由于开关管Q2导通过程与开关管Q2的控制端电流相关，通过开关管Q2的控制端与开关管Q1的另一端连接，稳压管ZD2击穿后电流逐渐增大，开关管Q2开始导通，使得开关管Q1亦开始导通，开关管Q1输出的电流有一部分分流至开关管Q2的控制端，以加速开关管Q2的导通，形成正反馈，以此有利于缩短开关管Q2的导通时间，提高反应速度。

在存在光电转换单元230的实施例中，开关管Q1产生的脉冲信号传输至光电转换单元230，光电转换单元230将电脉冲信号转换为光脉冲信号，状态收集单元240能够根据预设时间内是否接收到光脉冲信号，判断晶体管是否被击穿。

参照图1，根据本实用新型的第二方面实施例的整流装置，包括至少一个上述的一种晶体管监测电路，还包括至少两个整流二极管300，整流二极管300之间连接形成整流电路，取能模块100与整流二极管300连接。

整流二极管300之间连接形成整流电路，以能够对输入的交流电进行整流处理，取能模块100与整流二极管300连接，以在整流二极管300截止承受反向电压时，驱使监测模块200对其进行监测，进以能够获知整流二极管300是否被击穿，有利于能够在整流二极管300被击穿时及时进行反应处理，提高可靠性。同时，取能模块100在整流二极管300导通时，停止监测模块200运作，有利于减少电能消耗，达到节省电能的目的。

整流二极管300之间连接可以是形成常见的半桥整流电路或全桥整流电路。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，至少两个整流二极管300串联，还包括与串联的整流二极管300一一对应连接的均压电阻400，均压电阻400的一端与晶体管连接，均压电阻400的另一端与取能模块100连接。

在高压整流领域中，通过将多个整流二极管300串联，以能够提高串联电路的电压等级，同时通过整流二极管300一一对应连接有均压电阻400，使得串联的整流二极管300能够均衡分压。取能模块100通过均压电阻400与整流二极管300连接，均压电阻400能够限制流入取能模块100的电流大小，无需额外设置限流电阻，即达到复用均压电阻400的效果，有利于简化电路结构，节省元器件。

在本实用新型的一些实施例中，可以单独设置有限流电阻，取能模块100通过限流电阻与整流二极管300连接。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

当然，本实用新型创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种晶体管监测电路，其特征在于，包括：

取能模块(100)，所述取能模块(100)的输入端能够与晶体管连接；

监测模块(200)，所述监测模块(200)与所述取能模块(100)的输出端连接，所述监测模块(200)能够监测晶体管是否被击穿，所述取能模块(100)在晶体管截止时驱使所述监测模块(200)运行，所述取能模块(100)在晶体管导通时停止所述监测模块(200)运行。

2.根据权利要求1所述的一种晶体管监测电路，其特征在于：所述监测模块(200)包括开关单元(210)以及与所述开关单元(210)连接的控制单元(220)，所述取能模块(100)分别与所述开关单元(210)以及所述控制单元(220)连接，所述控制单元(220)根据晶体管承受电压控制所述开关单元(210)启闭。

3.根据权利要求2所述的一种晶体管监测电路，其特征在于：所述监测模块(200)还包括光电转换单元(230)以及状态收集单元(240)，所述光电转换单元(230)的输入端与所述开关单元(210)连接，所述光电转换单元(230)的输出端通过光纤与所述状态收集单元(240)连接。

4.根据权利要求1所述的一种晶体管监测电路，其特征在于：所述取能模块(100)包括半波整流单元(110)以及稳压单元(120)，所述半波整流单元(110)的输入端能够与晶体管连接，所述半波整流单元(110)的输出端与所述稳压单元(120)的输入端连接，所述稳压单元(120)的输出端与所述监测模块(200)连接。

5.根据权利要求4所述的一种晶体管监测电路，其特征在于：所述取能模块(100)还包括过压保护单元(130)，所述稳压单元(120)通过所述过压保护单元(130)与所述监测模块(200)连接。

6.根据权利要求5所述的一种晶体管监测电路，其特征在于：所述半波整流单元(110)包括二极管D1以及二极管D2，所述稳压单元(120)包括电阻R1以及电容C1，所述过压保护单元(130)包括稳压管ZD1；

所述二极管D1的阳极与所述二极管D2的阴极连接，所述二极管的阳极能够与晶体管连接，所述二极管D1的阴极与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端分别与所述电容C1的一端、所述稳压管ZD1的阴极以及所述监测模块(200)连接，所述二极管D2的阳极、电容C1的另一端以及稳压管ZD1的阳极接地。

7.根据权利要求3所述的一种晶体管监测电路，其特征在于：所述开关单元(210)包括开关管Q1以及电阻R3，所述控制单元(220)包括稳压管ZD2以及开关管Q2；

所述开关管Q1的一端分别与所述取能模块(100)的输出端、电阻R3的一端以及所述稳压管ZD2的阴极连接，所述开关管Q1的控制端分别与所述电阻R3的另一端以及所述开关管Q2的一端连接，所述开关管Q1的另一端与所述光电转换单元(230)连接；

所述开关管Q2的控制端分别与所述稳压管ZD2的阳极以及所述开关管Q1的另一端连接，所述开关管Q2的另一端接地。

8.整流装置，其特征在于，包括至少一个如权利要求1至7任一权利要求所述的一种晶体管监测电路，还包括至少两个整流二极管(300)，所述整流二极管(300)之间连接形成整流电路，所述取能模块(100)与所述整流二极管(300)连接。

9.根据权利要求8所述的整流装置，其特征在于：至少两个所述整流二极管(300)串联，还包括与串联的所述整流二极管(300)一一对应连接的均压电阻(400)，所述均压电阻(400)的一端与所述晶体管连接，所述均压电阻(400)的另一端与所述取能模块(100)连接。

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