[實用新型]一種遠(yuǎn)距離高壓驅(qū)動晶閘管的電路系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220377306.5
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN202721598U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬豐民;張煉東;瞿文慧
• 申請（專利權(quán)）人: 北京英博電氣股份有限公司;廊坊英博電氣有限公司;北京英博新能源有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種高壓晶閘管的驅(qū)動電路系統(tǒng)，特別是指控制電路遠(yuǎn)離晶閘管時所需要使用的遠(yuǎn)距離高壓狀態(tài)下驅(qū)動電路系統(tǒng)。

背景技術(shù)

晶閘管可用于大功率整流、逆變以及無功補償?shù)葓龊稀Ｔ谶@些應(yīng)用場合中，晶閘管的驅(qū)動信號往往來自控制系統(tǒng)，而晶閘管往往和重型設(shè)備放在一起，這就導(dǎo)致驅(qū)動信號和晶閘管之間有較遠(yuǎn)的距離。因此研究晶閘管的遠(yuǎn)距離驅(qū)動電路就有比較現(xiàn)實的意義。

目前需要較遠(yuǎn)距離驅(qū)動晶閘管時，一般采用光纖來傳輸驅(qū)動信號，中國專利200820211639.4就是采用這種方式，在靠近晶閘管的位置用光電轉(zhuǎn)換電路將驅(qū)動信號還原成電信號，再通過驅(qū)動電路產(chǎn)生足夠強度的驅(qū)動脈沖來驅(qū)動晶閘管。這樣做雖然可以實現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的驅(qū)動，并且能夠?qū)崿F(xiàn)較高電壓等級的隔離。但存在如下缺點：1、光纖成本較高；2、需要在晶閘管一側(cè)提供一個電源供給光電轉(zhuǎn)換和驅(qū)動電路。在粉塵濃度高、濕度高、重油污的應(yīng)用場合中，光纖收發(fā)器很容易受到污染而失效；在高壓、超高壓的應(yīng)用場合，從晶閘管安裝現(xiàn)場獲取供電電源則是十分困難的事情。

在中國專利01211654.8中提出了利用高壓脈沖電纜、互感器驅(qū)動晶閘管的方法，這種方法擺脫了對電源的需求，并且解決了高壓隔離的問題，適用于對晶閘管閥串的驅(qū)動，但是無法應(yīng)用于遠(yuǎn)距離的晶閘管驅(qū)動，原因在于較遠(yuǎn)的距離上，傳輸線效應(yīng)不能忽略，因此長線的分布電感、分布電容就要納入考慮，此時傳輸線始端發(fā)出的電流脈沖經(jīng)過長線后往往會產(chǎn)生畸變。如果傳輸線的絕緣材料是聚乙烯，對1MHz的信號來說，100m的距離就是半個波長，傳輸線效應(yīng)已經(jīng)非常強烈，而晶閘管的驅(qū)動需要一個前沿非常陡峭的驅(qū)動信號，這就意味著驅(qū)動信號必然包含很寬的頻譜。如果以1MHz為限，20m以內(nèi)，傳輸線效應(yīng)才可以忽略，那么這種方式最遠(yuǎn)只能驅(qū)動20m以外的晶閘管。

要解決上述畸變問題，可以在傳輸線終端增加整形電路，但需要一個供電電源，這是比較困難的。另外較長的傳輸線必然要遭受外部空間的電磁干擾，如何避免電磁干擾可能帶來的誤觸發(fā)也是需要解決的問題。

實用新型內(nèi)容

要使晶閘管開始導(dǎo)通，必須施加觸發(fā)脈沖，在晶閘管觸發(fā)電路中必須有觸發(fā)電路，觸發(fā)電路性能的好壞直接影響晶閘管電路工作的可靠性，也影響系統(tǒng)的控制精度，正確設(shè)計觸發(fā)電路時晶閘管電路應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。

因此，本實用新型的目的是：立足于解決遠(yuǎn)距離晶閘管的驅(qū)動問題，利用電流互感器的特性實現(xiàn)高壓隔離，并且通過電纜傳輸過來的電流脈沖來使晶閘管被驅(qū)動。

本實用新型的另一目的是解決較長傳輸線的條件下，如何避免電流脈沖波形的畸變，以及較長的傳輸線如何抵御外部干擾的問題。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種遠(yuǎn)距離高壓驅(qū)動晶閘管的電路系統(tǒng)，包含一個脈沖發(fā)生電路、一條傳輸線和至少一個電流互感器，其特征在于：

所述脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生足夠強度的電流脈沖并輸出給傳輸線的始端，傳輸線的終端連接電流互感器；所述傳輸線至少在始端或者終端實現(xiàn)阻抗匹配；

所述電流互感器的副邊連接晶閘管的門極。

進(jìn)一步的，在晶閘管門極和電流互感器的副邊之間，連接著二極管和電阻構(gòu)成的電路，二極管將晶閘管的dv/dt和互感器繞組的分布電感阻斷，使得晶閘管不會誤動作。

進(jìn)一步的，所述脈沖發(fā)生電路為全橋電路，通過控制橋臂的開關(guān)能夠輸出上升沿較陡峭的電流脈沖；當(dāng)晶閘管被觸發(fā)后，全橋電路能夠輸出一個反向的電流脈沖微電流互感器的磁芯復(fù)位。

進(jìn)一步的，所述脈沖發(fā)生電路的輸出端通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)或高頻變壓器手實現(xiàn)和傳輸線始端的阻抗匹配。

進(jìn)一步的，通過調(diào)整電流互感器原邊和副邊的匝數(shù)比實現(xiàn)和傳輸線終端的阻抗匹配。

進(jìn)一步的，所述電路上設(shè)有指示燈，表明晶閘管當(dāng)前的狀態(tài)；晶閘管未導(dǎo)通時，則靜態(tài)均壓電路會流過幾毫安的電流，整流回路里面的二極管會發(fā)光；晶閘管導(dǎo)通時，則靜態(tài)均壓回路不起作用，無電流流過，發(fā)光管就滅掉。

本實用新型的有益效果如下：

1、通過這種方式可以低成本實現(xiàn)高壓、超高壓隔離，并且擴(kuò)展了測量的動態(tài)范圍，可用于實時監(jiān)測晶閘管的工作狀態(tài)。

2、能夠保證晶閘管不會發(fā)送誤動作。

3、通過光模塊接收主控發(fā)出的晶閘管觸發(fā)信號。

4、能產(chǎn)生晶閘管電流互感器原邊電流觸發(fā)信號。

5、能檢測晶閘管狀態(tài)信號。

附圖說明

圖1：本實用新型的系統(tǒng)框圖。

圖2：脈沖發(fā)生電路的電路圖。

圖3：傳輸線終端實現(xiàn)阻抗匹配的電路圖。