[發明專利]一種具有保護裝置的可控硅復合開關

有效

• 申請號: 200710049550.2
• 申請日: 2007-07-11
• 公開（公告）號: CN101127443A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 駱武寧;海濤
• 申請（專利權）人: 南寧微控技術有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H03K17/51
• 代理公司: 南寧明智專利事務所有限公司
• 代理人: 黎明天

技術領域

本發明涉及一種電力系統無功補償的電容開關，尤其是可控硅瞬時導通的后備保護的裝置。

背景技術

可控硅也稱晶閘管，其結構簡單，控制方便，價格不高。只要在其正負極加相應的電壓，又在控制極上施加導通觸發信號，正負極之間就可導通，有電流流動。特別是雙向可控硅只要控制極上有導通觸發信號，兩極間就導通，使用很方便可靠。用可控硅與繼電器接點相并聯構成的復合開關(也稱復合繼電器)是一種用于投切電力電容器的新型器件，其工作原理是這樣：投入電容器時，首先可控硅先過零導通，然后繼電器閉合，其接點將可控硅短接，此時電源通過繼電器接點向電容器供電，切除電容器時，首先繼電器接點先斷開，然后可控硅電流過零再關斷，此時電容器被切除。

目前，復合開關中的可控硅觸發信號，是由單片機直接輸出通過可控硅功率驅動電路驅動可控硅導通。但是這種方式控制可控硅關斷時，如果由于單片機受到強烈干擾，在繼電器關斷后，仍長時間如1秒以上導通，則可控硅回路就會因過流時間長而出現燒斷飛弧，從而引起短路故障發生。這是因為可控硅回路是按瞬時導通又馬上關斷的工作方式設計的。一般情況下，導通工作時間小于0.1秒。所以上述控制方式的復合開關在惡劣環境下工作的可靠性顯然受到影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有保護裝置的可控硅復合開關，能解決可控硅由于單片機受強干擾失控造成可控硅應關斷而又未能關斷引起短路故障發生的問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：在單片機系統的可控硅觸發信號輸出電路與可控硅觸發電路之間串接接入單穩態電路。

上述所說的具有保護裝置的可控硅復合開關的電路包括可控硅、繼電器，它是在單片機系統與可控硅觸發電路之間串接接入單穩態電路，可控硅觸發電路之后接可控硅元件，可控硅元件接電力電容器，可控硅元件兩端并接繼電器接點；繼電器一段也與單片機系統連接。

上述所說的單穩態電路可以是555定時器、集成單穩芯片或者全數字單穩態電路。

以上所述的單穩態電路可以由電容、電阻、施密特電路構成，其中單片機系統先接到施密特電路的輸入端，施密特電路的輸出端接電阻后分別接施密特電路和電容，施密特電路接可控硅功率觸發電路的輸入端。本方案施密特電路可以2個或2個以上串聯。

以上所述的單穩態電路由電容、電阻、施密特電路構成，其中單片機系統先接電容后分別接電阻和施密特電路，施密特電路接電容后分別接電阻和施密特電路后與可控硅功率觸發電路的輸入端，電阻一端接地。本方案施密特電路的一端也可以串聯。

上面所述的單穩態電路以可以由二極管、電容、電阻、串聯的施密特電路和與門電路構成。其中二極管的陰極和電容的一端與單片機系統可控硅控制輸出端相連接，二極管的陽極與電容的另一端與電阻的一端以及施密特電路的輸入端相連接，電阻的另一端接共公地；施密特電路串聯后與門電路的輸入端相連，再接可控硅功率驅動電路的輸入端，可控硅功率驅動電路的輸出端接可控硅控制極控制回路。可控硅的主電路一端接電源，另一端接電力電容器，電力電容器的另一端接零線。

以上所述的單穩態電路也可以由電容、電阻、集成單穩芯片或者全數字單穩態電路構成，其中單片機系統接電阻和集成單穩芯片或者全數字單穩態電路的輸入端，集成單穩芯片或者全數字單穩態電路輸出端接可控硅功率觸發電路的輸入端和電容，電容另一端接地。

在本發明中，利用單穩態電路對單片機系統輸出的可控硅觸發有效信號如正階躍信號或負階躍信號進行有效寬度限制處理，使可控硅導通時間最大只能是單穩態電路輸出的單穩態脈沖寬度。

單穩態電路，在各種電路系統中，單穩態電路常用于定時、窄脈沖展寬、整形、延時等場合。傳統的單穩態觸發器的工作特點是：①它有1個穩定狀態和1個暫穩狀態，在沒有外來觸發脈沖作用的情況下，其輸出保持在穩態；②在外來觸發脈沖作用下，單穩態觸發器翻轉，進入“暫穩態”，假設穩態為0，則暫穩態為1。③暫穩狀態維持一段時間后，將自動從暫穩態返回穩態。在暫穩態停留的時間與觸發脈沖無關，僅取決于電路本身的參數。

應用本發明后的復合開關，即使單片機輸出失控，也不會發生觸發電路超長時間導通的情形，因而可避免因觸發電路超長時間導通而可能導致的短路故障的發生。從而能有效地保護可控硅及其負載，尤其是電容性負載和電網的安全；使得復合開關的可靠性進一步提高，損壞率大大降低，提高了工作效率，從而提高了經濟效益。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

圖1是本發明所述具有保護裝置的可控硅復合開關工作原理框圖。