專利名稱：串聯(lián)晶閘管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶閘管技術(shù)，具體說就是一種串聯(lián)晶閘管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制 方法及其裝置。
背景技術(shù)：
在高壓大容量電機(jī)軟起動(dòng)領(lǐng)域以及大容量無功補(bǔ)償領(lǐng)域，往往需要使用大量耐壓 等級(jí)較低的晶閘管串聯(lián)組成晶閘管閥組。晶閘管閥組的關(guān)鍵技術(shù)之一是實(shí)現(xiàn)閥組內(nèi)的多個(gè) 串聯(lián)晶閘管同時(shí)強(qiáng)觸發(fā)且滿足多個(gè)串聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)之間以及其與控制低壓側(cè)之間的隔離 強(qiáng)度。而且這些晶閘管閥組的觸發(fā)頻率并不固定，如在同步電機(jī)軟起動(dòng)裝置的逆變側(cè)需要 變頻軟起動(dòng)的時(shí)候，晶閘管的觸發(fā)頻率可以從幾Hz變化到50Hz，異步電機(jī)軟起動(dòng)晶閘管的 觸發(fā)頻率為300Hz，而在無功需求變化劇烈(如點(diǎn)焊機(jī)等)的場(chǎng)合使用的無功補(bǔ)償裝置的投 切頻率也是急劇變化的，可以從1Hz以下快速變化到幾百Hz?，F(xiàn)有的技術(shù)通常使用脈沖變 壓器產(chǎn)生強(qiáng)觸發(fā)脈沖來實(shí)現(xiàn)多個(gè)串聯(lián)晶閘管的同時(shí)觸發(fā)，這需要良好的輸入電壓同步性， 在串聯(lián)的晶閘管數(shù)量較少的情況下，可以把脈沖變壓器串聯(lián)使用，脈沖變壓器的原邊使用 同一個(gè)電源供電，控制與電源串聯(lián)的功率管的導(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)脈沖變壓器的同步，這種方法輸 出的脈沖上升時(shí)間往往達(dá)不到晶閘管強(qiáng)觸發(fā)的要求，而且在需要的脈沖路數(shù)增加時(shí)，對(duì)功 率管的功率要求大大增加，此外高、低壓側(cè)的電氣隔離問題也很難解決。而且脈沖變壓器在 價(jià)格可以接受的范圍內(nèi)很難達(dá)到很高的隔離等級(jí)，脈沖變壓器還有伏微秒積的限制，容易 飽和，觸發(fā)頻率不能達(dá)到很高，觸發(fā)脈沖個(gè)數(shù)也不能太多。還有一種方法是文獻(xiàn)《新型多路 輸出高壓隔離電源及其在短路限流器中的應(yīng)用》中提到的，是使用高壓電纜穿過多個(gè)磁環(huán)， 高壓電纜通過高頻交變電流，這根高壓電纜作為多個(gè)磁環(huán)變壓器的一匝原邊將能量耦合到 磁環(huán)副邊，副邊經(jīng)過變換得到穩(wěn)定的電壓源，這樣得到的電壓源是多路隔離的。再用這些隔 離的電壓源驅(qū)動(dòng)脈沖變壓器，這些脈沖變壓器的觸發(fā)信號(hào)來自于多路光纖。這種觸發(fā)模式 比較復(fù)雜，故障率高。美國(guó)專利《METHODAND CIRCUIT FOR CONTROLLINGCURRENT IN HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMP))中提到的電路拓?fù)?，全橋是一直處于交變模式的，與我們的控制方式完全 不同，且應(yīng)用的領(lǐng)域也大不一樣。文獻(xiàn)《Firing Series SCRs at Medium Voltage :Understanding theTopologies Ensures the Optimum Gate Drive Selection》中提出了六種觸發(fā)晶閘管閥組的方法。方 法Type la用電壓源觸發(fā)，只能發(fā)出單個(gè)觸發(fā)脈沖；方法Type lb用電壓源觸發(fā)，能提供多 個(gè)觸發(fā)脈沖，但占空比有限制，觸發(fā)電路復(fù)雜，而且容易出現(xiàn)誤觸發(fā)；方法Type Ila用多個(gè) 變壓器得到多路隔離電壓源，再使用多路光纖傳輸觸發(fā)信號(hào)，控制開關(guān)管的開關(guān)觸發(fā)晶閘 管。此種方法的高低壓隔離強(qiáng)度難以保證，且每只晶閘管需要一根光纖；方法Type lib用 半橋得到交變電流源，經(jīng)過磁環(huán)副邊耦合，在副邊控制開關(guān)管的開通關(guān)斷來控制觸發(fā)脈沖。 這種觸發(fā)方式每只晶閘管需要一根光纖，電路復(fù)雜，故障點(diǎn)多；方法Type Ilia使用光控晶 閘管，但是這種晶閘管有其應(yīng)用上的限制；方法Type Illb使用門極自供電驅(qū)動(dòng)晶閘管，儲(chǔ)
3能電容需要一定的時(shí)間，當(dāng)晶閘管長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通，則自供電系統(tǒng)的供電就成為大 的問題，而且
每只晶閘管需要一根光纖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用幅值恒定的直流電流和幅值恒定的高頻交變方 波電流之間無縫轉(zhuǎn)換、確保第一個(gè)觸發(fā)脈沖前沿、觸發(fā)脈沖輸出路數(shù)可以方便調(diào)整的串聯(lián) 晶閘管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制方法及其裝置。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的所述的串聯(lián)晶閘管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制裝 置，它是由電流源電路、晶閘管電路、輸出母線和磁環(huán)變壓器組成的，電流源電路連接晶閘 管電路，晶閘管電路連接輸出母線，輸出母線連接磁環(huán)變壓器。本發(fā)明串聯(lián)晶閘管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制裝置，還有以下技術(shù)特征(1)所述的電流源電路包括BUCK恒流和恒流控制電路，BUCK恒流連接恒流控制電 路。(2)所述的BUCK恒流和恒流控制電路，其控制電路采用PWM專用控制芯片 SG3525, M0SFET 驅(qū)動(dòng)采用 IR2110。(3)所述的晶閘管電路包括電流型全橋逆變器、晶閘管觸發(fā)信號(hào)處理電路和全橋 驅(qū)動(dòng)電路，晶間管觸發(fā)信號(hào)處理電路連接電流型全橋逆變器，電流型全橋逆變器連接全橋 驅(qū)動(dòng)電路。(4)所述的磁環(huán)變壓器的原邊連接輸出母線，磁環(huán)變壓器的副邊連接晶間管觸發(fā) 電路。本發(fā)明一種串聯(lián)晶閘管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制方法，提供一種輸出電流模式 可靈活變化的電流源，當(dāng)晶閘管不需要觸發(fā)時(shí)，電流源輸出母線上輸出電流幅值恒定的直 流電流；當(dāng)晶閘管需要觸發(fā)時(shí)，電流源輸出母線上輸出幅值恒定的交變電流，母線上的磁環(huán) 副邊用來觸發(fā)晶間管；觸發(fā)信號(hào)在低壓側(cè)給出，不用在高壓側(cè)各路都給出觸發(fā)信號(hào)，電流源 的交直流模式轉(zhuǎn)換頻率可以從1Hz以下調(diào)節(jié)到幾百Hz。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)觸發(fā)晶閘管閥組的頻率可以從1Hz以下到幾百Hz快速方便 的變化，取決于外部投切信號(hào)的切換頻率。第一個(gè)觸發(fā)脈沖嚴(yán)格滿足晶閘管串聯(lián)方式對(duì)門 極觸發(fā)脈沖電流的要求，即“靠背椅”形狀。晶閘管觸發(fā)采用脈沖串方式，脈沖串的個(gè)數(shù)可 以靈活控制，且脈沖幅值沒有明顯的衰減。本發(fā)明中由于采用幅值恒定的直流電流和幅值 恒定的高頻交變方波電流之間無縫轉(zhuǎn)換，確保了第一個(gè)觸發(fā)脈沖的前沿。門極觸發(fā)電流同 時(shí)性非常高。晶間管的觸發(fā)信號(hào)發(fā)出后，全橋工作在交變模式，母線上產(chǎn)生交變電流，磁環(huán) 變壓器副邊的多路強(qiáng)觸發(fā)脈沖電流幾乎無延時(shí)1US)地產(chǎn)生。在滿足高低壓側(cè)之間絕 緣強(qiáng)度要求的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)多組共用同一磁環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)能量的高效耦合。觸發(fā)脈沖輸出路 數(shù)可以方便調(diào)整，各路之間、高低壓側(cè)之間絕緣強(qiáng)度足夠高。相比其它觸發(fā)方式更加可靠。 控制電路和磁環(huán)副邊電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。


圖1為本發(fā)明的電流源結(jié)構(gòu)方框圖；圖2為本發(fā)明的電流源主電路原理圖3為本發(fā)明的BUCK恒流控制電路圖；圖4為本發(fā)明的晶閘管觸發(fā)信號(hào)處理電路；圖5為本發(fā)明的全橋驅(qū)動(dòng)電路；圖6為本發(fā)明的全橋變換器交/直流電流無縫隙轉(zhuǎn)換示意圖；圖7為本發(fā)明的觸發(fā)頻率4Hz時(shí)的觸發(fā)信號(hào)和母線電流波形；圖8為本發(fā)明的觸發(fā)頻率50Hz時(shí)的觸發(fā)信號(hào)和母線電流波形；圖9為本發(fā)明的觸發(fā)頻率100Hz時(shí)的觸發(fā)信號(hào)和母線電流波形、；圖10為本發(fā)明的觸發(fā)頻率300Hz時(shí)的觸發(fā)信號(hào)和母線電流波形。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1 結(jié)合圖1—圖5，本發(fā)明一種串聯(lián)晶閘管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制裝 置，它是由電流源電路、晶閘管電路、輸出母線和磁環(huán)變壓器組成的，電流源電路連接晶閘 管電路，晶閘管電路連接輸出母線，輸出母線連接磁環(huán)變壓器。本發(fā)明串聯(lián)晶閘管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制裝置，還有以下技術(shù)特征所述的電流源電路包括BUCK恒流和恒流控制電路，BUCK恒流連接恒流控制電路。所述的BUCK恒流和恒流控制電路，其控制電路采用PWM專用控制芯片SG3525， M0SFET 驅(qū)動(dòng)采用 IR2110。所述的晶閘管電路包括電流型全橋逆變器、晶閘管觸發(fā)信號(hào)處理電路和全橋驅(qū)動(dòng) 電路，晶間管觸發(fā)信號(hào)處理電路連接電流型全橋逆變器，電流型全橋逆變器連接全橋驅(qū)動(dòng) 電路。所述的磁環(huán)變壓器的原邊連接輸出母線，磁環(huán)變壓器的副邊連接晶間管觸發(fā)電路。本發(fā)明一種串聯(lián)晶閘管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制方法，提供一種輸出電流模式 可靈活變化的電流源，當(dāng)晶閘管不需要觸發(fā)時(shí)，電流源輸出母線上輸出電流幅值恒定的直 流電流；當(dāng)晶閘管需要觸發(fā)時(shí)，電流源輸出母線上輸出幅值恒定的交變電流，母線上的磁環(huán) 副邊用來觸發(fā)晶間管；觸發(fā)信號(hào)在低壓側(cè)給出，不用在高壓側(cè)各路都給出觸發(fā)信號(hào)，電流源 的交直流模式轉(zhuǎn)換頻率可以從1Hz以下調(diào)節(jié)到幾百Hz。實(shí)施例2 結(jié)合圖1-圖10，圖1為本發(fā)明的電流源結(jié)構(gòu)方框圖，220V電壓經(jīng)過EMI 濾波器，再經(jīng)過整流濾波得到脈動(dòng)較小的直流電壓。利用BUCK電路將電流恒定在設(shè)定值。 全橋電路將BUCK電路得到的恒定直流電流交變，由高壓電纜輸出，得到高頻交變的方波電 流。高壓電纜上面串聯(lián)多個(gè)磁環(huán)，磁環(huán)副邊經(jīng)過簡(jiǎn)單整形驅(qū)動(dòng)晶閘管。各個(gè)晶閘管與控制 電路之間的隔離強(qiáng)度由高壓電纜的絕緣強(qiáng)度決定。在主電路中加入AC/DC模塊，得到15V 電源給控制電路供電。BUCK變換器的驅(qū)動(dòng)電路和全橋控制電路分離開，保證可靠工作。圖2為電流源主電路原理圖。交流220V經(jīng)過整流濾波得到接近直流的電壓，在經(jīng) 過BUCK變換器的恒流調(diào)節(jié)，電感L1輸出的是紋波很小、幅值恒定的直流，全橋變換器正常 工作時(shí)，對(duì)角臂開關(guān)管交替導(dǎo)通，高壓電纜上輸出的是幅值恒定的交變方波電流，通過磁環(huán) 變壓器作用，磁環(huán)副邊產(chǎn)生和原邊同頻率的交變方波電流，幅值由磁環(huán)和副邊匝數(shù)決定。副 邊經(jīng)過簡(jiǎn)單的整流處理后可以把交變電流的負(fù)向電流去掉，得到50%占空比的電流方波，用以驅(qū)動(dòng)晶閘管。實(shí)驗(yàn)得到的晶閘管驅(qū)動(dòng)波形上升時(shí)間在lus內(nèi)，幅值和電流上升率以及 脈沖持續(xù)時(shí)間完全滿足晶間管的強(qiáng)觸發(fā)要求。在外部沒有觸發(fā)指令時(shí)，該電路的全橋工作 在一個(gè)對(duì)角臂(Q1和Q4)直通的狀態(tài)，母線上的電流為恒定幅值的直流，磁環(huán)副邊沒有耦合 過去能量，晶閘管不觸發(fā)。在母線上的電流由交流模式變?yōu)橹绷髂Ｊ綍r(shí)，由于直流電流在磁 環(huán)副邊沒有能量耦合，此時(shí)電路中的負(fù)載有變化，電流有調(diào)節(jié)時(shí)間，因此為了獲得更高的交 直流模式轉(zhuǎn)換頻率，可以加大圖中假負(fù)載R的阻值。實(shí)驗(yàn)中R為5歐姆，恒定電流幅值為3A 時(shí)，轉(zhuǎn)換頻率能達(dá)到300Hz。圖3為BUCK變換器的恒流控制電路圖?？刂齐娐凡捎肞WM專用控制芯片SG3525， M0SFET驅(qū)動(dòng)采用IR2110。R1上的電壓經(jīng)過濾波處理后作為電流采樣輸入到控制電路，經(jīng) 過SG3525的反饋控制調(diào)節(jié)Q5的占空比，IR2110將SG3525的輸出進(jìn)行隔離，增大驅(qū)動(dòng)能力。 IR2110的輸出接開關(guān)管Q5。當(dāng)主電路中電流超過設(shè)定值時(shí)，R1上的電壓變大，通過控制電 路的調(diào)節(jié)作用，Q5的占空比減小，電流下降。反之，Q5的占空比增大，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié) 過程。圖4是晶閘管觸發(fā)信號(hào)的處理電路。當(dāng)檢測(cè)到晶閘管觸發(fā)指令(15V高電平信號(hào)) 后，7555的4腳接收到這個(gè)高電平信號(hào)，開始振蕩產(chǎn)生高頻方波，這個(gè)方波經(jīng)過反向得到另 一路互補(bǔ)的高頻方波。這兩路方波接到兩片IR2110上，用以驅(qū)動(dòng)全橋的4個(gè)開關(guān)管。兩個(gè) IR2110的接口電路為圖5所示。圖5為全橋的驅(qū)動(dòng)電路，開關(guān)管Q1的驅(qū)動(dòng)由圖示G1和S1提供，開關(guān)管Q4的驅(qū)動(dòng) 由G4和P0WGND提供。開關(guān)管Q1和Q4驅(qū)動(dòng)波形是一致的。開關(guān)管Q2的驅(qū)動(dòng)由G2和S2 提供，開關(guān)管Q3的驅(qū)動(dòng)由G3和P0WGND提供，Q2和Q3的驅(qū)動(dòng)波形一致，而Q1和Q2驅(qū)動(dòng)互 補(bǔ)。當(dāng)CTRL信號(hào)為高電平時(shí)，7555振蕩，Q1、Q4對(duì)角臂以及Q2、Q3對(duì)角臂交替導(dǎo)通，高壓電 纜上的電流為交變電流，磁環(huán)副邊輸出強(qiáng)觸發(fā)脈沖列。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到晶閘管需要關(guān)斷時(shí)，控 制信號(hào)CTRL為低電平，7555輸出禁止，V0為低電平，經(jīng)過反向器后為高電平，這時(shí)候Q1和 Q4的驅(qū)動(dòng)為100%占空比的高電平，因此該對(duì)角臂直通，Q2和Q4關(guān)斷。高壓電纜上輸出為 紋波很小的直流電流，幅值和全橋交替導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的交變電流幅值一樣，紋波很小的直流 電流在磁環(huán)副邊不會(huì)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，這時(shí)候晶閘管自然關(guān)斷。因此這個(gè)控制電路只需要一 個(gè)輸入信號(hào)即晶閘管的導(dǎo)通/關(guān)斷控制信號(hào)，就可以控制晶閘管的串聯(lián)強(qiáng)觸發(fā)。高壓電纜上串聯(lián)多個(gè)磁環(huán)，磁環(huán)副邊經(jīng)過簡(jiǎn)單的整流去掉交變電流的負(fù)向部分， 然后通過限流電阻接至晶閘管門極。此電路若用來驅(qū)動(dòng)高壓晶閘管需要大的觸發(fā)電流時(shí)， 可以適當(dāng)增加磁環(huán)原邊電流?？刂齐娐飞系?5V電源可以在主電路中加上一個(gè)AC/DC模塊 得到。圖6為外部觸發(fā)信號(hào)和高壓電纜中流過的電流之間的波形關(guān)系圖，當(dāng)外部觸發(fā)信 號(hào)為低電平時(shí)，主電路中流過的是幅值恒定的直流電流，僅有微小紋波，在電纜上串聯(lián)的磁 環(huán)副邊不能感應(yīng)出電流。當(dāng)外部觸發(fā)信號(hào)為高電平(15V)時(shí)，主電路中流過的是幅值恒定 但是高頻交變的方波電流。由于采用M0SFET開關(guān)管，開關(guān)速度很快，電流上升時(shí)間小于1 微秒。而且由于電流在觸發(fā)信號(hào)高電平到來之前已經(jīng)建立，所以電流由直流變?yōu)榻涣髟诜?值上不存在變化的問題，實(shí)現(xiàn)了電流無縫變換，實(shí)時(shí)性非常好。圖7是觸發(fā)信號(hào)為4Hz時(shí)電流源母線上的電流波形。CH1為電流波形，CH2為觸發(fā) 信號(hào)。從圖上可以看到觸發(fā)信號(hào)為高時(shí)，電流為交流方波，觸發(fā)信號(hào)為低時(shí)，電流為直流。
圖8是觸發(fā)信號(hào)為50Hz時(shí)電流源母線上的電流波形。CHl為電流波形，CH2為觸 發(fā)信號(hào)，CH3為母線上磁環(huán)副邊的電流波形。從圖上可以看到觸發(fā)信號(hào)為高時(shí)，電流為交流 方波，觸發(fā)信號(hào)為低時(shí)，電流為直流。圖中可以看出母線上電流從交流變?yōu)橹绷鲿r(shí)電流會(huì)有 調(diào)節(jié)過程，但是在磁環(huán)副邊不會(huì)產(chǎn)生耦合能量。
圖9是觸發(fā)信號(hào)為IOOHz時(shí)電流源母線上的電流波形。CHl為電流波形，CH2為觸 發(fā)信號(hào)，CH3為母線上磁環(huán)副邊的電流波形。從圖上可以看到觸發(fā)信號(hào)為高時(shí)，電流為交流 方波，觸發(fā)信號(hào)為低時(shí)，電流為直流。圖10是觸發(fā)信號(hào)為300Hz時(shí)電流源母線上的電流波形。CHl為電流波形，CH2為 觸發(fā)信號(hào)，CH3為母線上磁環(huán)副邊的電流波形。從圖中可以看出此時(shí)的電流調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào) 已經(jīng)很明顯了，但是在磁環(huán)副邊仍然沒有造成誤觸發(fā)。通過對(duì)BUCK電路閉環(huán)參數(shù)的改進(jìn)， 以及加大圖2中假負(fù)載R的阻值可以改善母線上電流的超調(diào)情況。實(shí)施例3 本發(fā)明一種串聯(lián)晶閘管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制方法，提供一種輸 出電流模式可靈活變化的電流源，其特點(diǎn)如下(1)采用電流源觸發(fā)晶閘管，由于晶閘管為電流觸發(fā)器件，相對(duì)于電壓源觸發(fā)方 式，所需的電流小，損耗也小，可靠性增加，也方便實(shí)現(xiàn)。采用電流源觸發(fā)方式，副邊匝數(shù)少， 副邊之間的絕緣容易處理。采用磁環(huán)變壓器，一個(gè)磁環(huán)上可以有多個(gè)副邊，路數(shù)可方便增 減，每個(gè)副邊之間可以用絕緣材料進(jìn)行有效的絕緣保護(hù)。如果采用電壓源方式觸發(fā)晶閘管， 電壓轉(zhuǎn)化為電流因受回路電感的限制，電流的建立需要時(shí)間，為了縮短電流的建立時(shí)間，實(shí) 現(xiàn)晶閘管閥組的強(qiáng)觸發(fā)，電壓源的電壓往往要做得很高，這樣雖然滿足了強(qiáng)觸發(fā)要求，但穩(wěn) 態(tài)觸發(fā)電流會(huì)很大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過晶間管的門極觸發(fā)最大電流，解決此問題只能通過電壓源變 輸出方式來實(shí)現(xiàn)，即強(qiáng)觸發(fā)時(shí)采用高壓電源，穩(wěn)態(tài)時(shí)采用低壓電源。如果僅用一種電源，則 只能犧牲強(qiáng)觸發(fā)，即不具備強(qiáng)觸發(fā)功能，這對(duì)晶間管閥組的可靠工作是非常不利的。而電流 源方式不存在電流的建立過程，只存在交直流轉(zhuǎn)換時(shí)的電流超調(diào)，確保了觸發(fā)脈沖電流的 前沿陡度和強(qiáng)觸發(fā)要求，即晶閘管門極觸發(fā)電流的“靠背椅”形狀。因此，電流源方式實(shí)現(xiàn) 晶閘管門極觸發(fā)電流的“靠背椅”形狀非常容易，而電壓源方式實(shí)現(xiàn)晶閘管門極觸發(fā)電流的 “靠背椅”形狀非常困難。(2)現(xiàn)有的技術(shù)通常使用脈沖變壓器產(chǎn)生強(qiáng)觸發(fā)脈沖來實(shí)現(xiàn)多個(gè)串聯(lián)晶閘管的 同時(shí)觸發(fā)，這需要良好的輸入電壓同步性，在串聯(lián)的晶閘管數(shù)量較少的情況下，可以把脈沖 變壓器串聯(lián)使用，脈沖變壓器的原邊使用同一個(gè)電源供電，控制與電源串聯(lián)的三極管的導(dǎo) 通來實(shí)現(xiàn)脈沖變壓器的同步，這種方法輸出的脈沖上升時(shí)間往往達(dá)不到晶閘管強(qiáng)觸發(fā)的要 求，而且在需要的脈沖路數(shù)增加時(shí)，對(duì)三極管的功率要求大大增加，此外高、低壓側(cè)的電氣 隔離問題也很難解決。而且脈沖變壓器在價(jià)格可以接受的范圍內(nèi)很難達(dá)到很高的隔離等 級(jí)，脈沖變壓器還有伏微秒積的限制，容易飽和，觸發(fā)頻率不能達(dá)到很高，觸發(fā)脈沖個(gè)數(shù)也 不能太多。另一種實(shí)現(xiàn)多路高壓隔離輸出的方法是使用高壓電纜穿過多個(gè)磁環(huán)，高壓電纜 通過高頻交變電流，這根高壓電纜作為多個(gè)磁環(huán)變壓器的一匝原邊將能量耦合到變壓器副 邊作為驅(qū)動(dòng)能量，高壓電纜的隔離強(qiáng)度決定了各個(gè)磁環(huán)變壓器之間的絕緣強(qiáng)度。這種觸發(fā) 模式能輸出多個(gè)幅值相近的脈沖串，沒有伏微秒積的限制，觸發(fā)頻率可達(dá)到數(shù)百Hz，脈沖串 中的脈沖個(gè)數(shù)也能靈活控制。
權(quán)利要求
一種串聯(lián)晶閘管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制裝置，它是由電流源電路、晶閘管電路、輸出母線和磁環(huán)變壓器組成的，其特征在于電流源電路連接晶閘管電路，晶閘管電路連接輸出母線，輸出母線連接磁環(huán)變壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)晶間管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制裝置，其特征在 于所述的電流源電路包括BUCK恒流和恒流控制電路，BUCK恒流連接恒流控制電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種串聯(lián)晶間管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制裝置，其特征在 于所述的BUCK恒流和恒流控制電路，其控制電路采用PWM專用控制芯片SG3525，MOSFET 驅(qū)動(dòng)采用IR2110。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)晶間管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制裝置，其特征在 于所述的晶閘管電路包括電流型全橋逆變器、晶閘管觸發(fā)信號(hào)處理電路和全橋驅(qū)動(dòng)電路， 晶閘管觸發(fā)信號(hào)處理電路連接電流型全橋逆變器，電流型全橋逆變器連接全橋驅(qū)動(dòng)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)晶間管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制裝置，其特征在 于所述的磁環(huán)變壓器的原邊連接輸出母線，磁環(huán)變壓器的副邊連接晶間管觸發(fā)電路。
6.一種串聯(lián)晶間管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制方法，其特征在于本發(fā)明提供一種輸 出電流模式可靈活變化的電流源，當(dāng)晶閘管不需要觸發(fā)時(shí)，電流源輸出母線上輸出電流幅 值恒定的直流電流；當(dāng)晶閘管需要觸發(fā)時(shí)，電流源輸出母線上輸出幅值恒定的交變電流，母 線上的磁環(huán)副邊用來觸發(fā)晶間管；觸發(fā)信號(hào)在低壓側(cè)給出，不用在高壓側(cè)各路都給出觸發(fā) 信號(hào)，電流源的交直流模式轉(zhuǎn)換頻率可以從IHz以下調(diào)節(jié)到幾百Hz。
全文摘要
本發(fā)明提供一種串聯(lián)晶閘管閥組寬頻率低壓側(cè)觸發(fā)控制方法及其裝置。所述的裝置是由電流源電路、晶閘管電路、輸出母線和磁環(huán)變壓器組成的，電流源電路連接晶閘管電路，晶閘管電路連接輸出母線，輸出母線連接磁環(huán)變壓器。所述的控制方法是提供一種輸出電流模式可靈活變化的電流源，當(dāng)晶閘管不需要觸發(fā)時(shí)，電流源輸出母線上輸出電流幅值恒定的直流電流；當(dāng)晶閘管需要觸發(fā)時(shí)，電流源輸出母線上輸出幅值恒定的交變電流，母線上的磁環(huán)副邊用來觸發(fā)晶閘管；本發(fā)明采用的幅值恒定的直流電流和幅值恒定的高頻交變方波電流之間無縫轉(zhuǎn)換、確保第一個(gè)觸發(fā)脈沖前沿、觸發(fā)脈沖輸出路數(shù)可以方便調(diào)整，控制電路和磁環(huán)副邊電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。
文檔編號(hào)H02M7/217GK101814850SQ20091022535
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者何崇飛, 劉鑫, 徐殿國(guó), 趙璋, 高強(qiáng) 申請(qǐng)人:哈爾濱同為電氣股份有限公司