專利名稱：一種晶閘管閥高電位電子板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子板，特別是關(guān)于一種能同時(shí)觸發(fā)共陰極的兩只晶閘管的晶 閘管閥高電位電子板。
技術(shù)背景晶閘管閥高電位電子板(Thyristor Electronics,簡(jiǎn)稱TE板)在晶閘管閥的 觸發(fā)與狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，它一方面接收控制系統(tǒng)的觸發(fā)命令， 將它轉(zhuǎn)換為晶閘管閥的觸發(fā)信號(hào)；另一方面將晶閘管閥的狀態(tài)實(shí)時(shí)傳送到控制系 統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)中用于大功率電力電子裝置晶閘管閥的TE板通常是與晶閘管一一對(duì) 應(yīng)，晶閘管采取串聯(lián)的方式，這樣導(dǎo)致TE板的數(shù)量較多，致使晶閘管閥的體積較 大，占地面積多；現(xiàn)有技術(shù)中TE板的觸發(fā)信號(hào)也是通過對(duì)控制系統(tǒng)下發(fā)的脈沖編 碼進(jìn)行譯碼得到的單一觸發(fā)脈沖，另外觸發(fā)系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)在每個(gè)周波內(nèi)只產(chǎn)生單 個(gè)或雙觸發(fā)脈沖，不能產(chǎn)生高頻脈沖串，這樣會(huì)降低電力電子裝置的性能，達(dá)不到 預(yù)期的目標(biāo)。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)觸發(fā)命令同時(shí)觸發(fā)兩只 共陰極晶閘管的晶閘管閥高電位電子板。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案 一種晶閘管閥高電位電子板，其 特征在于它包括電源轉(zhuǎn)換回路，電源狀態(tài)監(jiān)視回路，電壓檢測(cè)回路，光接收回路， 邏輯控制回路，觸發(fā)回路和信號(hào)回報(bào)與光發(fā)射回路；所述電源轉(zhuǎn)換回路的輸入端連 接外部的取能電流互感器，輸出端接所述電源狀態(tài)監(jiān)視回路；所述電源狀態(tài)監(jiān)視回 路的輸出端接所述邏輯控制回路；所述電壓檢測(cè)回路的輸入端連接外部的晶閘管端 電壓取樣回路，所述電壓檢測(cè)回路的輸出端接所述邏輯控制回路；所述光接受回路 的輸入端連接輸入光脈沖信號(hào)的光纖，輸出端接所述邏輯控制回路；所述邏輯控制 回路的一個(gè)輸出端接所述觸發(fā)回路，另一個(gè)輸出端接所述信號(hào)回報(bào)與光發(fā)射回路； 所述觸發(fā)回路的輸出端包括兩路觸發(fā)端子，分別連接共陰極的兩只晶閘管的門極和 陰極；所述信號(hào)回報(bào)與光發(fā)射回路的輸出端接輸出光脈沖信號(hào)的光纖。所述電源轉(zhuǎn)換回路包括一整流電路、 一儲(chǔ)能電路、 一限幅電路和一DC-DC變換 電路，所述整流電路的輸入端即為所述電源轉(zhuǎn)化回路的輸入端，所述整流電路的輸 出端連接所述儲(chǔ)能電路，所述儲(chǔ)能電路連接所述限幅電路。所述限幅電路包括兩個(gè)輸出端，所述兩個(gè)輸出端連接所述電源狀態(tài)監(jiān)視回路。 所述兩個(gè)輸出端的一個(gè)輸出端通過電源總線直接連接所述觸發(fā)回路，另一個(gè)輸出端為通過電源總線直接連接所述光接收回路、邏輯控制回路、以及信號(hào)回報(bào)與光發(fā)射回路。所述電態(tài)源狀監(jiān)視回路包括一比較電路和基準(zhǔn)電路，所述比較電路接受來自所 述電源轉(zhuǎn)換回路的輸出信號(hào)，并與所述基準(zhǔn)電路中的基準(zhǔn)電壓比較，所述比較電路 輸出連接所述邏輯控制回路。所述邏輯控制回路接收來自所述電源狀態(tài)監(jiān)視回路的電平信號(hào)，作為電壓比較 器的輸入端，與基準(zhǔn)電位進(jìn)行比較后，將輸出電平信號(hào)接入并行輸入/串行輸出回 路中；所述電壓檢測(cè)回路的電平信號(hào)通過光電隔離回路，接入觸發(fā)器回路后，將輸 出電平信號(hào)接入所述并行輸入/串行輸出回路中；所述光接收回路的電平信號(hào)，一 路信號(hào)通過脈寬拓展回路后，將觸發(fā)信號(hào)發(fā)送到觸發(fā)回路；另一路信號(hào)通過另一觸 發(fā)器回路后，將輸出電平信號(hào)接入所述并行輸入/串行輸出回路中；所述并行輸入/ 串行輸出回路收集的三路所述電平信號(hào)處理之后，發(fā)送到所述信號(hào)回報(bào)與光發(fā)射回 路。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于本發(fā)明內(nèi)部電路的改 進(jìn)，因此實(shí)現(xiàn)了一塊TE板能同時(shí)觸發(fā)共陰極的兩只晶閘管。2、在觸發(fā)系統(tǒng)中采用 本發(fā)明的TE板，能夠減少TE板的數(shù)量，而且晶閘管閥串聯(lián)的越多，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn) 越突出。對(duì)于一個(gè)由N對(duì)正反并聯(lián)晶閘管串連的閥體，常用的TE板需要2N個(gè)，若 采用本發(fā)明的TE板則只需要N+1個(gè)，大大減少了TE板的數(shù)量，既減少了成本，也 提高了整個(gè)觸發(fā)系統(tǒng)的可靠性。


圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換回路結(jié)構(gòu)示意3是本發(fā)明的電源狀態(tài)監(jiān)視回路結(jié)構(gòu)示意4是本發(fā)明的邏輯控制回路結(jié)構(gòu)示意5是本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本發(fā)明所提供的TE板為一集成芯片，它內(nèi)部集成了以下回路電源轉(zhuǎn)換回路l，電源狀態(tài)監(jiān)視回路2，電壓檢測(cè)回路3，光接收回路4，邏輯控制 回路5，觸發(fā)回路6和信號(hào)回報(bào)與光發(fā)射回路7。如圖2所示，電源轉(zhuǎn)換回路1包括一整流電路8，整流電路8的輸入連接外部 的取能電流互感器9，輸入的電流通過整流電路8給儲(chǔ)能電路10充電得到直流電壓， 再經(jīng)過限幅電路11中的穩(wěn)壓管使電壓穩(wěn)定在+60V，限幅電路11包括兩個(gè)輸出端， 其中一個(gè)輸出端通過電源總線的方式直接連接觸發(fā)回路6，以提供+60V的觸發(fā)電流； 另一個(gè)輸出端連接DC-DC變換電路12，將+60V變成+12V， DC-DC變換電路12的輸 出端通過電源總線的方式直接連接光接收回路4、邏輯控制回路5以及信號(hào)回報(bào)與 光發(fā)射回路7。另外+60V和+12V直流電壓還將作為電源狀態(tài)監(jiān)視回路2的輸入信號(hào)， 以監(jiān)視和判斷取能與電源轉(zhuǎn)換回路1的輸入和輸出是否正常。如圖3所示電態(tài)源狀監(jiān)視回路2包括一比較電路13和基準(zhǔn)電路14，比較電路 13接收來自電源轉(zhuǎn)換回路1的輸出信號(hào)，通過與基準(zhǔn)電路14中的基準(zhǔn)電壓比較以 判斷電源轉(zhuǎn)換回路1工作是否正常，比較電路14再將判斷結(jié)果發(fā)送到邏輯控制回 路5。電壓檢測(cè)回路3的輸入來自外部的晶閘管端電壓取樣回路15，電壓檢測(cè)回路3 主要是利用晶閘管端電壓取樣回路15采集的電壓，為電壓檢測(cè)回路3的邏輯判斷 部分提供所需的電平，實(shí)現(xiàn)晶閘管端電壓的采樣，并將邏輯判斷結(jié)果發(fā)送到邏輯控 制回路6。若晶閘管閥串是由N對(duì)晶閘管串聯(lián)，則所需TE板個(gè)數(shù)為N+1個(gè)，其中只 有N個(gè)TE板的電壓檢測(cè)回路3的輸入連接到晶閘管端電壓取樣回路15。光接收回路4連接外部光纖16，它將光纖16發(fā)送過來的光脈沖信號(hào)進(jìn)行光電 轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的電平信號(hào)，并將這些電平信號(hào)發(fā)送到邏輯控制回路5，以執(zhí)行光 脈沖命令。如圖4所示，邏輯控制回路5接收來自電源狀態(tài)監(jiān)視回路2的電平信號(hào)，作為 電壓比較器17的輸入端，與基準(zhǔn)電位進(jìn)行比較后，將輸出電平信號(hào)接入并行輸入/ 串行輸出回路18中。電壓檢測(cè)回路3的電平信號(hào)通過光電隔離回路19，接入觸發(fā) 器回路20后，將輸出電平信號(hào)接入并行輸入/串行輸出回路18中。光接收回路4 的電平信號(hào)， 一路信號(hào)通過脈寬拓展回路21后，將觸發(fā)信號(hào)發(fā)送到觸發(fā)回路6;另 一路信號(hào)通過觸發(fā)器回路22后，將輸出電平信號(hào)接入并行輸入/串行輸出回路18 中。最后并行輸入/串行輸出回路18收集的三路電平信號(hào)處理之后，發(fā)送到信號(hào)回 報(bào)與光發(fā)射回路7。觸發(fā)回路6的輸入端連接邏輯控制回路5，輸出端包括兩路觸發(fā)端子，分別連 接共陰極的兩只晶閘管23的門極和陰極。觸發(fā)回路6接收來自邏輯控制回路5的 執(zhí)行指令，觸發(fā)或閉鎖所接晶閘管的觸發(fā)信號(hào)，并將這些信號(hào)發(fā)送到所連接的晶閘 管的門極和陰極。若晶閘管閥串是由N對(duì)晶閘管串聯(lián)，則所需TE板個(gè)數(shù)為N+1個(gè)，其中只有中間N-l個(gè)TE板的輸出連接共陰極的兩只晶閘管23的門極和陰極，第1 個(gè)和第N+l個(gè)TE板的輸出只連接一個(gè)晶閘管的門極和陰極。信號(hào)回報(bào)與光發(fā)射回路7連接邏輯控制回路5和光纖24。它根據(jù)邏輯控制回路 5輸出的狀態(tài)回報(bào)指令，生成晶閘管和TE板的狀態(tài)回報(bào)信號(hào)，并將狀態(tài)回報(bào)信號(hào)轉(zhuǎn) 換為相應(yīng)的光脈沖信號(hào)，通過光纖24上傳到位于低電位的監(jiān)測(cè)單元。如圖5所示，當(dāng)需要觸發(fā)晶閘管閥時(shí)，即使觸發(fā)命令同時(shí)由晶閘管閥基電子單 元(VBE， Valve Base Electronics)發(fā)出，共陰極的兩只晶閘管23也只有一只被 觸通，這樣無需檢測(cè)判斷電流方向， 一旦需要晶閘管閥工作，即可在最短的時(shí)間內(nèi) 觸通晶閘管閥，并且實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單可靠。顯然，采用這種方式，還可以減少TE板 的數(shù)量，閥串聯(lián)元件的越多，這種方式的優(yōu)點(diǎn)越突出。對(duì)于一個(gè)由N對(duì)正反并聯(lián)晶 閘管串連的閥體，常用的觸發(fā)方式需要2N個(gè)TE板，而這種方式只需要N+l個(gè)TE 板，減少了TE板的數(shù)量，也即減少了成本。在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)創(chuàng)意范圍內(nèi)，本發(fā)明的各個(gè)回路都可以有許多變換、改型或替 換，任何基于本發(fā)明的等效變換、改型或替換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 外。
權(quán)利要求
1、一種晶閘管閥高電位電子板，其特征在于它包括電源轉(zhuǎn)換回路，電源狀態(tài)監(jiān)視回路，電壓檢測(cè)回路，光接收回路，邏輯控制回路，觸發(fā)回路和信號(hào)回報(bào)與光發(fā)射回路；所述電源轉(zhuǎn)換回路的輸入端連接外部的取能電流互感器，輸出端接所述電源狀態(tài)監(jiān)視回路；所述電源狀態(tài)監(jiān)視回路的輸出端接所述邏輯控制回路；所述電壓檢測(cè)回路的輸入端連接外部的晶閘管端電壓取樣回路，所述電壓檢測(cè)回路的輸出端接所述邏輯控制回路；所述光接受回路的輸入端連接輸入光脈沖信號(hào)的光纖，輸出端接所述邏輯控制回路；所述邏輯控制回路的一個(gè)輸出端接所述觸發(fā)回路，另一個(gè)輸出端接所述信號(hào)回報(bào)與光發(fā)射回路；所述觸發(fā)回路的輸出端包括兩路觸發(fā)端子，分別連接共陰極的兩只晶閘管的門極和陰極；所述信號(hào)回報(bào)與光發(fā)射回路的輸出端接輸出光脈沖信號(hào)的光纖。
2、 如權(quán)利要求l所述一種晶閘管閥高電位電子板，其特征在于所述電源轉(zhuǎn) 換回路包括一整流電路、 一儲(chǔ)能電路、 一限幅電路和一 DC-DC變換電路，所述整流 電路的輸入端即為所述電源轉(zhuǎn)化回路的輸入端，所述整流電路的輸出端連接所述儲(chǔ) 能電路，所述儲(chǔ)能電路連接所述限幅電路。
3、 如權(quán)利要求1或2所述一種晶閘管閥高電位電子板，其特征在于所述限幅電路包括兩個(gè)輸出端，所述兩個(gè)輸出端連接所述電源狀態(tài)監(jiān)視回路。
4、 如權(quán)利要求3所述一種晶閘管閥高電位電子板，其特征在于所述限幅電 路包括兩個(gè)輸出端，所述兩個(gè)輸出端連接所述電源狀態(tài)監(jiān)視回路。
5、 如權(quán)利要求4所述一種晶閘管閥高電位電子板，其特征在于所述兩個(gè)輸出端的一個(gè)輸出端通過電源總線直接連接所述觸發(fā)回路，另一個(gè)輸出端為通過電源 總線直接連接所述光接收回路、邏輯控制回路、以及信號(hào)回報(bào)與光發(fā)射回路。
6、 如權(quán)利要求l所述一種晶閘管閥高電位電子板，其特征在于所述電態(tài)源狀監(jiān)視回路包括一比較電路和基準(zhǔn)電路，所述比較電路接受來自所述電源轉(zhuǎn)換回路 的輸出信號(hào)，并與所述基準(zhǔn)電路中的基準(zhǔn)電壓比較，所述比較電路輸出連接所述邏 輯控制回路。
7、 如權(quán)利要求l所述一種晶閘管閥高電位電子板，其特征在于所述邏輯控制回路接收來自所述電源狀態(tài)監(jiān)視回路的電平信號(hào)，作為電壓比較器的輸入端，與基準(zhǔn)電位進(jìn)行比較后，將輸出電平信號(hào)接入并行輸入/串行輸出回路中；所述電壓檢測(cè)回路的電平信號(hào)通過光電隔離回路，接入觸發(fā)器回路后，將輸出電平信號(hào)接入所述并行輸入/串行輸出回路中；所述光接收回路的電平信號(hào)， 一路信號(hào)通過脈寬拓展回路后，將觸發(fā)信號(hào)發(fā)送到觸發(fā)回路；另一路信號(hào)通過另一觸發(fā)器回路后，將 輸出電平信號(hào)接入所述并行輸入/串行輸出回路中；所述并行輸入/串行輸出回路收集的三路所述電平信號(hào)處理之后，發(fā)送到所述信號(hào)回報(bào)與光發(fā)射回路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種晶閘管閥高電位電子板，其特征在于它包括電源轉(zhuǎn)換電路，電源狀態(tài)監(jiān)視回路，電壓檢測(cè)回路，光接收回路，信號(hào)回報(bào)與光發(fā)射回路，邏輯控制回路和觸發(fā)回路；這些回路集成在一個(gè)芯片內(nèi)，即構(gòu)成了本發(fā)明的晶閘管閥高電位電子板，能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)觸發(fā)命令同時(shí)觸發(fā)兩個(gè)共陰極的晶閘管元件，因此在設(shè)置有高電位電子板的觸發(fā)系統(tǒng)中，可以大幅度減少高電位電子板的數(shù)量，從而縮小了閥體體積，減少了裝置的成本，提高了整個(gè)觸發(fā)系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明能夠廣泛應(yīng)用于晶閘管閥的光電觸發(fā)系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)H03K5/22GK101232278SQ200810100878
公開日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2008年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月25日
發(fā)明者鐵 冶, 李金元, 平 荊, 波 趙, 趙國亮, 鄧占鋒 申請(qǐng)人:中國電力科學(xué)研究院