[發明專利]一種可移相大功率晶閘管脈沖觸發裝置

有效

• 申請號: 201010110566.1
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN101800482A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 余志濤
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M7/155
• 分類號: H02M7/155
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本發明涉及大功率半導體電力電子技術，尤其涉及一種應用于機車車輛領域大功率整流裝置的可移相大功率晶閘管整流裝置的脈沖觸發電路。

背景技術

在對機車大功率整流裝置（硅機組）進行型式試驗和例行試驗（出廠試驗）時需要外部對整流裝置的大功率晶閘管提供與整流裝置（硅機組）輸入電壓同步的觸發脈沖信號，并通過觸發信號的相位移動來實現整流裝置輸出功率大小的可控。目前行業中很多大功率晶閘管觸發脈沖信號都是采用軟硬件相結合的數字電路產生，或者是通過普通信號發生器加功率放大器相結合的方式產生。通過普通信號發生器加功率放大器相結合的方式產生觸發脈沖的顯著缺陷為成本高、操作復雜、同步性不穩定，且一旦故障，維修成本高。

目前行業中通用的采用軟硬件相結合的數字電路產生觸發脈沖的數字晶閘管觸發脈沖信號發生器主要存在以下缺陷：

1、輸出功率小，因為晶閘管屬電流觸發導通器件，觸發功率不足就會導致整流裝置（硅機組）的個別晶閘管不能有效觸發導通，致使整流裝置（硅機組）的工作不穩定，輸出功率也不受控，特別是進行型式試驗的大功率考核時表現尤為嚴重。

2、易受外界信號干擾而導致輸出信號穩定性不足，由于控制對象為大功率晶閘管，也就對控制設備的抗干擾能力提出了更高的要求，如果信號不穩定，將直接導致各整流橋臂的并聯晶閘管觸發不平衡，勢必對整流裝置（硅機組）的均流系數測量產生直接影響（型式試驗和例行試驗重點考核項目，橋臂電流高達8000A），導致得不到準確的試驗數據；同時，不穩定的觸發信號也會導致做高壓輕載試驗考核時，輸出電壓不穩定（紋波很大），而給產品質量帶來嚴重隱患。

3、檢修復雜和故障維修成本高，由于數字晶閘管觸發脈沖信號發生裝置采用的是集成電路、軟硬件相結合的控制方式，同時也就對其檢修和故障維修成本提出了更高的要求，甚至其維修成本得不償失。

發明內容

本發明提供一種可移相大功率晶閘管脈沖觸發裝置，該發明可以很好的克服輸出功率不足、易受外界信號干擾而導致輸出信號穩定性不足等技術難題。同時，由于電路設計簡單，可以很好的簡化檢修步驟和降低故障維修成本，可修復性價比高，確保了實際應用過程中的穩定性。

本發明提供一種可移相大功率晶閘管脈沖觸發裝置，包括電源模塊、脈沖形成模塊、脈沖放大模塊和外部信號采集模塊，電源模塊將輸入的直流電源轉變為三路穩定的直流電源輸出，為脈沖形成模塊、脈沖放大模塊和外部信號采集模塊提供工作電源；外部信號采集模塊為脈沖形成模塊提供可調移相控制電壓信號，同時為脈沖形成模塊提供脈沖形成的同步信號；脈沖形成模塊將可調移相控制電壓信號和脈沖形成的同步信號進行合成處理得到移相觸發電平信號，并送往脈沖放大模塊將信號進行功率放大；脈沖放大模塊將脈沖形成模塊產生的移相觸發電平信號放大，并送往整流裝置相應整流橋臂的脈沖變壓器對晶閘管進行可靠觸發導通。

作為本發明進一步的實施方式，電源模塊進一步將輸入的DC110V電源轉變為5V、±15V、±24V三路穩定直流電源輸出，其中5V、±15V為脈沖形成模塊提供工作電源，5V、±24V為脈沖放大模塊提供工作電源；同時，＋15V電壓還為外部信號采集模塊中的移相控制電位器提供工作電壓。

作為本發明進一步的實施方式，外部信號采集模塊進一步包括四個相互獨立的電位器，外部信號采集模塊通過調整四個相互獨立的移相控制電位器產生四路獨立的可調移相控制電壓信號提供給脈沖形成模塊，并分別獨立控制四組由脈沖形成模塊輸出的移相觸發電平信號中一組信號觸發相位角的大小。

作為本發明進一步的實施方式，外部信號采集模塊進一步通過工頻變壓器將采集的AC220V變換為AC6V的正弦交流信號直接提供給脈沖形成模塊，作為脈沖形成的同步信號。

作為本發明進一步的實施方式，脈沖形成模塊進一步包括脈沖移相順序控制模塊、脈沖形成電路、比較器模塊和邏輯組合模塊，所述脈沖移相順序控制模塊將來自移相控制電位器產生的可調移相控制電壓信號經過函數變換后輸出至比較器模塊與同步信號進行比較后得到對應的移相觸發電平信號，再與脈沖形成模塊的內部信號經邏輯組合模塊進行邏輯組合后產生觸發脈沖輸出至脈沖形成電路，得到對應的移相觸發電平信號，并保證各整流橋臂的觸發脈沖移相按要求的順序均勻調節。