專利名稱：節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶閘管驅(qū)動電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及變頻器電路中的直流預(yù)充電環(huán)節(jié)所采用的一種節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
變頻器種類很多，但是一般變頻器電路都包括整流部分，直流濾波部分，逆變部分以及控制驅(qū)動部分。變頻器的中間直流環(huán)節(jié)中的電解電容在沒有建立電壓前，充電瞬間相當(dāng)于短路狀態(tài)，充電電流非常大，可能損害整流橋、直流母線和電容，所以為了限制充電電流，必須增加預(yù)充電過程。一般是由充電電阻和繼電器并聯(lián)組成。當(dāng)直流電壓到達(dá)一定值的時候，繼電器吸合，相當(dāng)于把預(yù)充電電阻短路，來完成預(yù)充電過程。而變頻器工作過程中繼電器仍然處于吸合狀態(tài)，同時晶閘管觸發(fā)電流依然存在，這樣就對電能造成浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中變頻器工作過程中繼電器仍然處于吸合狀態(tài)，同時晶閘管觸發(fā)電流依然存在，造成電能造成浪費的問題，提供一種節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，能夠完成變頻器電路中的預(yù)充電環(huán)節(jié)，并實現(xiàn)了脈沖觸發(fā)驅(qū)動晶閘管后使繼電器斷開，達(dá)到節(jié)能的效果。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，其特征在于包括依次相連的線性轉(zhuǎn)換電路、電壓比較電路、延時斷開電路和繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路，所述線性轉(zhuǎn)換電路設(shè)有光電耦合器U1，所述光電耦合器Ul輸入側(cè)光敏二極管的正極作為節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路的取樣電壓輸入端，所述光電耦合器Ul輸出側(cè)三極管的發(fā)射極與設(shè)置在電壓比較電路內(nèi)的運算放大器U2的同相輸入端相連接，所述設(shè)置在電壓比較電路內(nèi)的運算放大器 U2的輸出端與設(shè)置在延時斷開電路內(nèi)的運算放大器U3的同相輸入端相連接，所述設(shè)置在延時斷開電路內(nèi)的運算放大器U3的輸出端與設(shè)置在繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路內(nèi)的三極管Ql 的基極相連接，所述設(shè)置在繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路內(nèi)的三極管Ql的發(fā)射極與設(shè)置在繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路內(nèi)的繼電器Jl線圈的一端相連接，所述設(shè)置在繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路內(nèi)的繼電器Jl的各觸點作為節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路的輸出端與外部待控制晶閘管相連接。前述的節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，其特征在于所述線性轉(zhuǎn)換電路還包括電阻R3、電阻R4和電阻R13，所述光電耦合器Ul輸入側(cè)光敏二極管的正極通過電阻R3 與Vds取樣電壓相連接，所述光電耦合器Ul輸入側(cè)的光敏二極管的負(fù)極接Vds地，所述光電耦合器Ul輸出側(cè)三極管的集電極通過電阻R4與Vdd電源端口相連接，所述光電耦合器Ul 輸出側(cè)的三極管的發(fā)射極通過電阻R13接Vdd地。前述的節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，其特征在于所述電壓比較電路還包括電阻R5和電阻R9，所述運算放大器U2的反相輸入端通過電阻R5與Vdd電源端口相連接，并通過電阻R9接Vdd地。前述的節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，其特征在于所述延時斷開電路還包括電阻R2、電阻R7、電阻R11、電阻R12和電解電容Cl，所述電阻Rll設(shè)置在所述運算放大器U2的輸出端與運算放大器U3的同相輸入端之間，且靠近運算放大器U2的輸出端的一端通過電阻R7與Vdd電源端口相連接，所述運算放大器U3的同相輸入端還通過電阻R12接Vdd 地，所述運算放大器U3的反相輸入端通過電阻R2與Vdd電源端口相連接，并連接電解電容 Cl的正極，Cl的負(fù)極接Vdd地。前述的節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，其特征在于所述繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路還包括電阻R1、電阻R6、電阻R8、電阻R10、第一二極管Dl和第二二極管D2，所述電阻 RlO設(shè)置在所述運算放大器U3的輸出端與所述三極管Ql的基極之間，且靠近運算放大器 U3的輸出端的一端通過電阻R6與Vdd電源端口相連接，所述三極管Ql的發(fā)射極接Vdd地， 所述靠近三極管Ql的繼電器Jl線圈的一端與第二二極管D2的正極相連接，第二二極管D2 的負(fù)極與第一二極管Dl的負(fù)極共同與遠(yuǎn)離三極管Ql的繼電器Jl線圈的一端相連，所述第一二極管Dl的正極與Vdd電源端口相連接，所述繼電器Jl的常開觸點通過電阻R8與晶閘管的A極相連，繼電器Jl的動觸點與外部待控制晶閘管的G極相連接，所述外部待控制晶閘管的G極還通過電阻Rl與外部待控制晶閘管的K極相連。前述的節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，其特征在于與電阻R3 —端相連接的 Vds取樣電壓為逐漸增大到穩(wěn)定的電源電壓。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過線性轉(zhuǎn)換電路、電壓比較電路、延時斷開電路和繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路的四部分電路的結(jié)合實現(xiàn)晶閘管的觸發(fā)，很好的完成變頻器電路的預(yù)充電過程，并實現(xiàn)脈沖觸發(fā)驅(qū)動晶閘管后繼電器斷開，節(jié)約了電能源，而且電路體積小、 易實現(xiàn)、成本低，同時還能夠?qū)ψ冾l器電路中的繼電器保護(hù)，提高了電路的可靠性、安全性和穩(wěn)定性，具有良好的應(yīng)用前景。


圖I是本發(fā)明的節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路的原理圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖I所示，一種節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，包括依次相連的線性轉(zhuǎn)換電路I、電壓比較電路2、延時斷開電路3和繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路4，所述線性轉(zhuǎn)換電路I 設(shè)有光電耦合器Ul，所述光電耦合器Ul輸入側(cè)的光敏二極管的正極作為節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路的取樣電壓輸入端，所述光電耦合器Ul輸出側(cè)三極管的發(fā)射極與設(shè)置在電壓比較電路2內(nèi)的運算放大器U2的同相輸入端相連接，所述設(shè)置在電壓比較電路2內(nèi)的運算放大器U2的輸出端與設(shè)置在延時斷開電路3內(nèi)的運算放大器U3的同相輸入端相連接，所述設(shè)置在延時斷開電路3內(nèi)的運算放大器U3的輸出端與設(shè)置在繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路4內(nèi)的三極管Ql的基極相連接，所述設(shè)置在繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路4內(nèi)的三極管Ql的發(fā)射極與設(shè)置在繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路4內(nèi)的繼電器Jl線圈的一端相連接，所述設(shè)置在繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路4內(nèi)的繼電器Jl的觸點作為節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路的輸出端與外部待控制晶閘管相連接，具體連接如下所述繼電器Jl的常開觸點通過電阻R8與晶閘管的A極相連，繼電器Jl的動觸點與外部待控制晶閘管的G極相連接，所述外部待控制晶閘管的G極還通過電阻Rl與外部待控制晶閘管的K極相連。所述線性轉(zhuǎn)換電路I還包括電阻R3、電阻R4和電阻R13，所述光電耦合器Ul輸入側(cè)光敏二極管的正極通過電阻R3與Vds取樣電壓相連接，所述光電耦合器Ul輸入側(cè)光敏二極管的負(fù)極接Vds地，所述光電耦合器Ul輸出側(cè)的三極管的集電極通過電阻R4與Vdd電源端口相連接，所述光電耦合器Ul輸出側(cè)的三極管的發(fā)射極通過電阻R13接Vdd地，其中線性轉(zhuǎn)換電路I通過電阻R3、R4和R13阻值的選擇，使光電耦合器Ul工作在線性區(qū)，實現(xiàn)了 Vds 取樣電壓向Vdd電源的線性轉(zhuǎn)換。所述電壓比較電路2還包括電阻R5和電阻R9，所述運算放大器U2的反相輸入端通過電阻R5與Vdd電源端口相連接，并通過電阻R9接Vdd地，電壓比較電路2用于實現(xiàn)Vds 電源取樣電壓與設(shè)定電壓的比較。所述延時斷開電路3還包括電阻R2、電阻R7、電阻R11、電阻R12和電解電容Cl， 所述電阻Rll設(shè)置在所述運算放大器U2的輸出端與運算放大器U3的同相輸入端之間，且靠近運算放大器U2的輸出端的一端通過電阻R7與Vdd電源端口相連接，所述運算放大器U3 的同相輸入端還通過電阻R12接Vdd地，所述運算放大器U3的反相輸入端通過電阻R2與Vdd 電源端口相連接，并連接電解電容Cl的正極，Cl的負(fù)極接Vdd地，延時斷開電路3用于實現(xiàn)脈沖的下降沿以及后續(xù)的低電平。所述繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路4還包括電阻R6、電阻R10、第一二極管Dl和第二二極管D2，所述電阻RlO設(shè)置在所述運算放大器U3的輸出端與所述三極管Ql的基極之間，且靠近運算放大器U3的輸出端的一端通過電阻R6與Vdd電源端口相連接，所述三極管Ql的發(fā)射極接Vdd地，所述靠近三極管Ql的繼電器Jl線圈的一端與第二二極管D2的正極相連接，第二二極管D2的負(fù)極極與第一二極管Dl的負(fù)極共同與遠(yuǎn)離三極管Ql的繼電器Jl線圈的一端相連，所述第一二極管Dl的正極與Vdd電源端口相連接。本發(fā)明的四個電路設(shè)置有兩個地Vds地和Vdd地，用于光電耦合器Ul的兩端的電源，防止共地產(chǎn)生干擾，提高電路的可靠性和穩(wěn)定性。所述Vds取樣電壓上電后的電壓值Vds的值逐漸增大至穩(wěn)定，整個過程中的電路中各點的電壓值的變化如表I所示，其中Vl表示運算放大器U2的輸出電壓，V2表示運算放大器U3的輸出電壓，I為高電平，O為低電平。表I節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路的電壓變化過程表
權(quán)利要求
1.節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，其特征在于包括依次相連的線性轉(zhuǎn)換電路(1)、電壓比較電路(2)、延時斷開電路(3)和繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路(4)，所述線性轉(zhuǎn)換電路(I)設(shè)有光電耦合器Ul，所述光電耦合器Ul輸入側(cè)光敏二極管的正極作為節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路的取樣電壓輸入端，所述光電耦合器Ul輸出側(cè)三極管的發(fā)射極與設(shè)置在電壓比較電路(2 )內(nèi)的運算放大器U2的同相輸入端相連接，所述設(shè)置在電壓比較電路(2)內(nèi)的運算放大器U2的輸出端與設(shè)置在延時斷開電路(3)內(nèi)的運算放大器U3的同相輸入端相連接，所述設(shè)置在延時斷開電路(3)內(nèi)的運算放大器U3的輸出端與設(shè)置在繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路(4)內(nèi)的三極管Ql的基極相連接，所述設(shè)置在繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路(4)內(nèi)的三極管Ql的發(fā)射極與設(shè)置在繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路(4)內(nèi)的繼電器Jl線圈的一端相連接，所述設(shè)置在繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路(4)內(nèi)的繼電器Jl的觸點作為節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路的輸出端與外部待控制晶閘管相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，其特征在于所述線性轉(zhuǎn)換電路(I)還包括電阻R3、電阻R4和電阻R13，所述光電耦合器Ul輸入側(cè)光敏二極管的正極通過電阻R3與Vds取樣電壓相連接，所述光電耦合器Ul輸入側(cè)的光敏二極管的負(fù)極接 Vds地，所述光電耦合器Ul輸出側(cè)三極管的集電極通過電阻R4與Vdd電源端口相連接，所述光電耦合器Ul輸出側(cè)的三極管的發(fā)射極通過電阻R13接Vdd地。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，其特征在于所述電壓比較電路(2 )還包括電阻R5和電阻R9，所述運算放大器U2的反相輸入端通過電阻R5與Vdd 電源端口相連接，并通過電阻R9接Vdd地。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，其特征在于所述延時斷開電路(3)還包括電阻R2、電阻R7、電阻RlI、電阻R12和電解電容Cl，所述電阻RlI設(shè)置在所述運算放大器U2的輸出端與運算放大器U3的同相輸入端之間，且靠近運算放大器 U2的輸出端的一端通過電阻R7與Vdd電源端口相連接，所述運算放大器U3的同相輸入端還通過電阻R12接Vdd地，所述運算放大器U3的反相輸入端通過電阻R2與Vdd電源端口相連接，并連接電解電容Cl的正極，Cl的負(fù)極接Vdd地。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，其特征在于所述繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路(4)還包括電阻R1、電阻R6、電阻R8、電阻R10、第一二極管Dl和第二二極管D2，所述電阻RlO設(shè)置在所述運算放大器U3的輸出端與所述三極管Ql的基極之間，且靠近運算放大器U3的輸出端的一端通過電阻R6與Vdd電源端口相連接，所述三極管Ql的發(fā)射極接Vdd地，所述靠近三極管Ql的繼電器Jl線圈的一端與第二二極管D2的正極相連接，第二二極管D2的負(fù)極與第一二極管Dl的負(fù)極共同與遠(yuǎn)離三極管Ql的繼電器Jl線圈的一端相連，所述第一二極管Dl的正極與Vdd電源端口相連接，所述繼電器Jl的常開觸點通過電阻R8與晶閘管的A極相連，繼電器Jl的動觸點與外部待控制晶閘管的G極相連接， 所述外部待控制晶閘管的G極還通過電阻Rl與外部待控制晶閘管的K極相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，其特征在于與電阻R3 —端相連接的Vds取樣電壓為逐漸增大到穩(wěn)定的電源電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種節(jié)能型脈沖觸發(fā)式晶閘管驅(qū)動電路，包括依次相連的線性轉(zhuǎn)換電路(1)、電壓比較電路(2)、延時斷開電路(3)和繼電器驅(qū)動及保護(hù)電路(4)，通過四部分電路的結(jié)合實現(xiàn)晶閘管的觸發(fā)，能夠完成變頻器電路的預(yù)充電過程，并實現(xiàn)脈沖觸發(fā)驅(qū)動晶閘管后繼電器斷開，節(jié)約電能源，而且電路體積小、易實現(xiàn)、成本低，同時還能夠?qū)ψ冾l器電路中的繼電器保護(hù)，提高了電路的可靠性、安全性和穩(wěn)定性，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號H02M1/06GK102594098SQ20121008085
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者劉駿, 翟潘飛, 肖奎, 齊本勝 申請人:河海大學(xué)常州校區(qū)