CN220653352U - 一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，包括双向可控硅、触发回路、限流保护回路和控制器。触发回路包括正半波触发回路和负半波触发回路；限流保护回路包括正半波限流保护回路和负半波限流保护回路。正半波触发回路和正半波限流保护回路构成正向触发保护回路，负半波触发回路和负半波限流保护回路构成负向触发保护回路，正向触发保护回路与负向触发保护回路完全相同。正半波触发回路和负半波触发回路均与控制器相连接。本实用新型的具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，具有能够在触发电流过大时自动限制流入可控硅触发极的电流、将触发电流控制在耐受范围之内且保证自触发式可控硅动作无延迟等优点。

Description

一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种可控硅保护装置，尤其是一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置。

背景技术

可控硅(Silicon Controlled Rectifier)简称SCR，是一种大功率电器元件，也称晶闸管。它具有体积小、效率高、寿命长等优点。在自动控制系统中，可作为大功率驱动器件，实现用小功率控件控制大功率设备。可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种。双向可控硅也叫三端双向可控硅，简称TRIAC。双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接，这种可控硅具有双向导通功能。其通断状态由控制极G决定。在控制极G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通。

硅控制开关SCS(Silicon Controlled Switch)亦称四端小功率晶闸管。它属于新颖、多功能半导体器件。只要改变其接线方式，就可构成普通晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)、逆导晶闸管(RCT)、互补型N门极晶闸管(NGT)、程控单结晶体管(PUT)、单结晶体管(UJT)，此外还能构成NPN型晶体管、PNP型晶体管、肖克莱二极管(SKD)、3种稳压二极管、N型或P型负阻器件，分别实现十多种半导体器件的电路功能。迄今为止，还不曾有哪种器件象它具有如此众多的功能。因此它被誉为新颖“万能”器件亦当之无愧。

目前，电力系统中有很多用可控硅作为开关使用，此类装置有动作快，精准可控，电流过零自动关断，无截流，无电弧，无过电压等优点，但也存在触发电源复杂且容易损坏，而自触发时的触发电流不可控，容易损坏可控硅触发极等问题。

如图2是现有技术的双向可控硅的控制电路。其中，所述双向可控硅的T1极和电源1电连接，T2极和负载3电连接。所述正向导通电路和反向导通电路均由串联的受控开关K和限流电阻R构成。其中两个控制端G1和G2均直接与受控开关K和限流电阻R直接连接。正向导通电路中，第一限流电阻的输入端与双向可控硅的T1极连接，第一限流电阻的输出端与第一受控开关的输入端连接，第一受控开关的输出端与双向可控硅的G2极即正向触发极连接。反向导通电路中，第二限流电阻的输入端与双向可控硅的T2极连接，第二限流电阻的输出端与第二受控开关的输入端连接，第二受控开关的输出端与双向可控硅的G1极即反向触发极连接。受控开关K接通电路后触发电流通过限流电阻R和受控开关K进入双向可控硅的控制端。但是，这种控制电路中，受控开关K合闸动作时刻可控硅两端电压高时触发电流过大会损坏双向可控硅。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，以将可控硅触发极电流控制在耐受范围之内、避免因触发电流过大导致可控硅损坏。

本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。

本实用新型的一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，其结构特点是，包括双向可控硅1、触发回路、限流保护回路和控制器；

所述触发回路包括正半波触发回路21和负半波触发回路22，正半波触发回路21和负半波触发回路22相同；所述限流保护回路包括正半波限流保护回路31和负半波限流保护回路32，正半波限流保护回路31和负半波限流保护回路32相同；

所述双向可控硅1包括第一主端子T1、第二主端子T2、第一门极G1和第二门极G2；所述双向可控硅1的第一主端子T1、第二主端子T2和被控制的主回路5电连接；

所述正半波触发回路21的第一端与第一主端子T1电连接，所述正半波触发回路21的第二端通过正半波限流保护回路31与第二门极G2、第二主端子T2相连接；

所述负半波触发回路22的第一端与第二主端子T2电连接，所述负半波触发回路22的第二端通过负半波限流保护回路32与第一门极G1、第一主端子T1相连接；

所述正半波触发回路21和负半波触发回路22均与所述控制器4相连接。

本实用新型的一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置的结构特点也在于：

进一步地，所述正半波触发回路21包括第一受控开关11和第一触发限流电阻12；所述正半波限流保护回路31包括第一保护电阻13和第一保护器14；

所述第一受控开关11与控制器4相连接并由控制器4控制所述第一受控开关11的连通和断开；所述第一受控开关11的第一端与所述第一主端子T1相连接，所述第一受控开关11的第二端与第一触发限流电阻12的第一端相连接；

所述第一触发限流电阻12的第二端与第一保护电阻13的第一端相连接，第一触发限流电阻12的第二端还与第一保护器14的第一端相连接；所述第一保护电阻13的第二端与双向可控硅1的第二门极G2相连接，所述第一保护器14的第二端与第二主端子T2相连接。

进一步地，所述第一受控开关11为继电器、接触器或者干簧管。

进一步地，所述第一保护器14为非线性电阻。

进一步地，所述第一保护器14为TVS二极管、稳压管或压敏电阻。

进一步地，所述负半波触发回路22包括第二受控开关15和第二触发限流电阻16；所述负半波限流保护回路32包括第二保护电阻17和第二保护器18；

所述第二受控开关15与控制器4相连接并由控制器4控制所述第二受控开关15的连通和断开；所述第二受控开关15的第一端与所述第二主端子T2相连接，所述第二受控开关15的第二端与第二触发限流电阻16的第一端相连接；

所述第二触发限流电阻16的第二端与第二保护电阻17的第一端相连接，第二触发限流电阻16的第二端还与第二保护器18的第一端相连接；所述第二保护电阻17的第二端与双向可控硅1的第一门极G1相连接，所述第二保护器18的第二端与第一主端子T1相连接。

进一步地，所述第二受控开关15为继电器、接触器或者干簧管。

进一步地，所述第二保护器18为非线性电阻。

进一步地，所述第二保护器18为TVS二极管、稳压管或压敏电阻。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

本实用新型公开了一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，包括

本实用新型公开了一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，包括双向可控硅、触发回路、限流保护回路和控制器。触发回路包括正半波触发回路和负半波触发回路；限流保护回路包括正半波限流保护回路和负半波限流保护回路。正半波触发回路和正半波限流保护回路构成正向触发保护回路，负半波触发回路和负半波限流保护回路构成负向触发保护回路，正向触发保护回路与负向触发保护回路完全相同。正半波触发回路和负半波触发回路均与控制器相连接。

本实用新型提供了一种限制可控硅触发电流保护装置，用限流保护回路自动限制流入可控硅触发极电流在耐受范围之内，其优势在于：既保留了自触发式可控硅动作无延迟，电流自动过零关断，无截流，无电弧，无过电压等优势，又解决了因触发电流过大致可控硅损坏的问题。

本实用新型的具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，具有能够在触发电流过大时自动限制流入可控硅触发极的电流、将触发电流控制在耐受范围之内且保证自触发式可控硅动作无延迟等优点。

附图说明

图1为本实用新型的一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置的电路图。

图2为现有技术中可控硅触发控制电路的电路图。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，其包括双向可控硅1、触发回路、限流保护回路和控制器；

所述触发回路包括正半波触发回路21和负半波触发回路22，正半波触发回路21和负半波触发回路22相同；所述限流保护回路包括正半波限流保护回路31和负半波限流保护回路32，正半波限流保护回路31和负半波限流保护回路32相同；

所述双向可控硅1包括第一主端子T1、第二主端子T2、第一门极G1和第二门极G2；所述双向可控硅1的第一主端子T1、第二主端子T2和被控制的主回路5电连接；

所述正半波触发回路21的第一端与第一主端子T1电连接，所述正半波触发回路21的第二端通过正半波限流保护回路31与第二门极G2、第二主端子T2相连接；

所述负半波触发回路22的第一端与第二主端子T2电连接，所述负半波触发回路22的第二端通过负半波限流保护回路32与第一门极G1、第一主端子T1相连接；

所述正半波触发回路21和负半波触发回路22均与所述控制器4相连接。

本实用新型的一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，正半波触发回路和正半波限流保护回路构成正向触发保护回路，负半波触发回路和负半波限流保护回路构成负向触发保护回路，正向触发保护回路与负向触发保护回路的结构是完全相同的。

控制器通过控制受控开关继电器的合分来控制双向可控硅的导通和关断。由于在受控开关继电器合闸动作时刻，可控硅两端电压高时触发电流过大会损坏可控硅，因此通过增加限流保护回路限制流入可控硅触发极的电流值。当触发电流超过可控硅承受的触发电流时，限流保护回路自动导通，限制流入可控硅触发极的电流，从而起到保护可控硅的作用。从而避免触发电流过大而损坏可控硅。

具体实施时，所述正半波触发回路21包括第一受控开关11和第一触发限流电阻12；所述正半波限流保护回路31包括第一保护电阻13和第一保护器14；

所述第一受控开关11与控制器4相连接并由控制器4控制所述第一受控开关11的连通和断开；所述第一受控开关11的第一端与所述第一主端子T1相连接，所述第一受控开关11的第二端与第一触发限流电阻12的第一端相连接；

所述第一触发限流电阻12的第二端与第一保护电阻13的第一端相连接，第一触发限流电阻12的第二端还与第一保护器14的第一端相连接；所述第一保护电阻13的第二端与双向可控硅1的第二门极G2相连接，所述第一保护器14的第二端与第二主端子T2相连接。

具体实施时，所述第一受控开关11为继电器、接触器或者干簧管。

具体实施时，所述第一保护器14为非线性电阻。

具体实施时，所述第一保护器14为TVS二极管、稳压管或压敏电阻。

具体实施时，所述负半波触发回路22包括第二受控开关15和第二触发限流电阻16；所述负半波限流保护回路32包括第二保护电阻17和第二保护器18；

所述第二受控开关15与控制器4相连接并由控制器4控制所述第二受控开关15的连通和断开；所述第二受控开关15的第一端与所述第二主端子T2相连接，所述第二受控开关15的第二端与第二触发限流电阻16的第一端相连接；

所述第二触发限流电阻16的第二端与第二保护电阻17的第一端相连接，第二触发限流电阻16的第二端还与第二保护器18的第一端相连接；所述第二保护电阻17的第二端与双向可控硅1的第一门极G1相连接，所述第二保护器18的第二端与第一主端子T1相连接。

具体实施时，所述第二受控开关15为继电器、接触器或者干簧管。

具体实施时，所述第二保护器18为非线性电阻。

具体实施时，所述第二保护器18为TVS二极管、稳压管或压敏电阻。

本实用新型的具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，控制器4根据主回路5的通断需求，控制两个受控开关的合分。

第一受控开关11和第二受控开关15是继电器、接触器或者干簧管。

所述第一触发限流电阻12和第二触发限流电阻16的取值范围为50～500Ω。

所述第一保护取压电阻13和第二保护取压电阻17的取值范围为1～100Ω。

所述第一保护器14和第二保护器18可以是TVS二极管、稳压管、压敏电阻或其他类型的非线性电阻。

本实用新型的具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，在原有自触发式可控硅的触发回路基础上增加了限流保护回路，限流保护回路包括保护电阻和保护器。正半波限流保护回路的电连接方式和与负半波的电连接方式相同。当触发电流超过可控硅承受的触发电流时，保护器自动导通，限制流入可控硅触发极的电流，从而起到保护可控硅的作用。

本实用新型的具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，将可控硅的触发回路中增加限流保护回路，解决了因触发电流过大致可控硅损坏的问题，保障了可控硅导通回路安全可靠，保留了自触发式可控硅动作无延迟，电流自动过零关断，无截流，无电弧，无过电压等优势。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，其特征是，包括双向可控硅(1)、触发回路、限流保护回路和控制器；

所述触发回路包括正半波触发回路(21)和负半波触发回路(22)，正半波触发回路(21)和负半波触发回路(22)相同；所述限流保护回路包括正半波限流保护回路(31)和负半波限流保护回路(32)，正半波限流保护回路(31)和负半波限流保护回路(32)相同；

所述双向可控硅(1)包括第一主端子T1、第二主端子T2、第一门极G1和第二门极G2；所述双向可控硅(1)的第一主端子T1、第二主端子T2和被控制的主回路(5)电连接；

所述正半波触发回路(21)的第一端与第一主端子T1电连接，所述正半波触发回路(21)的第二端通过正半波限流保护回路(31)与第二门极G2、第二主端子T2相连接；

所述负半波触发回路(22)的第一端与第二主端子T2电连接，所述负半波触发回路(22)的第二端通过负半波限流保护回路(32)与第一门极G1、第一主端子T1相连接；

所述正半波触发回路(21)和负半波触发回路(22)均与所述控制器(4)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，其特征是，所述正半波触发回路(21)包括第一受控开关(11)和第一触发限流电阻(12)；所述正半波限流保护回路(31)包括第一保护电阻(13)和第一保护器(14)；

所述第一受控开关(11)与控制器(4)相连接并由控制器(4)控制所述第一受控开关(11)的连通和断开；所述第一受控开关(11)的第一端与所述第一主端子T1相连接，所述第一受控开关(11)的第二端与第一触发限流电阻(12)的第一端相连接；

所述第一触发限流电阻(12)的第二端与第一保护电阻(13)的第一端相连接，第一触发限流电阻(12)的第二端还与第一保护器(14)的第一端相连接；所述第一保护电阻(13)的第二端与双向可控硅(1)的第二门极G2相连接，所述第一保护器(14)的第二端与第二主端子T2相连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，其特征是，所述第一受控开关(11)为继电器、接触器或者干簧管。

4.根据权利要求2所述的一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，其特征是，所述第一保护器(14)为非线性电阻。

5.根据权利要求2所述的一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，其特征是，所述第一保护器(14)为TVS二极管、稳压管或压敏电阻。

6.根据权利要求1所述的一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，其特征是，所述负半波触发回路(22)包括第二受控开关(15)和第二触发限流电阻(16)；所述负半波限流保护回路(32)包括第二保护电阻(17)和第二保护器(18)；

所述第二受控开关(15)与控制器(4)相连接并由控制器(4)控制所述第二受控开关(15)的连通和断开；所述第二受控开关(15)的第一端与所述第二主端子T2相连接，所述第二受控开关(15)的第二端与第二触发限流电阻(16)的第一端相连接；

所述第二触发限流电阻(16)的第二端与第二保护电阻(17)的第一端相连接，第二触发限流电阻(16)的第二端还与第二保护器(18)的第一端相连接；所述第二保护电阻(17)的第二端与双向可控硅(1)的第一门极G1相连接，所述第二保护器(18)的第二端与第一主端子T1相连接。

7.根据权利要求6所述的一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，其特征是，所述第二受控开关(15)为继电器、接触器或者干簧管。

8.根据权利要求6所述的一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，其特征是，所述第二保护器(18)为非线性电阻。

9.根据权利要求6所述的一种具有限制可控硅触发电流功能的保护装置，其特征是，所述第二保护器(18)为TVS二极管、稳压管或压敏电阻。