[發明專利]一種中頻電源晶閘管光纖隔離驅動電路

有效

• 申請號: 201410787191.0
• 申請日: 2014-12-17
• 公開（公告）號: CN104467381A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 唐亞洲;王凱利;朱曉馳
• 申請（專利權）人: 杭州四達電爐成套設備有限公司
• 主分類號: H02M1/092
• 分類號: H02M1/092
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本發明涉及中頻電源技術領域，具體涉及一種中頻電源晶閘管光纖隔離驅動電路。

背景技術

隨著中頻電源設備變換功率越來越大，電磁干擾也相應增加，對驅動電路的耐壓要求也越來越高。

傳統的脈沖變壓器隔離驅動電路，為了確保觸發脈沖電流的上升速度，原副邊耦合不能太差，導致隔離能力與驅動能力成為矛盾。其次，因為變壓器具有雙向耦合的特點，一是容易將副邊高壓側的干擾信號回傳到弱電系統中；更主要的是，在功率器件損壞的瞬間，可能會有高壓直接竄到脈沖變壓器的副邊，導致原邊產生極高電壓，驅動和控制系統會嚴重損壞。因此簡單的脈沖變壓器隔離驅動方式己經不能滿足要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種中頻電源晶閘管光纖隔離驅動電路。

為解決技術問題，本發明的解決方案是：

提供一種中頻電源晶閘管光纖隔離驅動電路，分別連接脈沖信號源和中頻電源，中頻電源包括若干個可控硅整流器；所述該光纖隔離驅動電路包括：光纖隔離電路，用于單向傳輸光脈沖信號；窄脈沖濾波電路，用于主動濾除瞬間干擾產生的脈沖；強觸發電路與變阻抗電路，包括一個與中頻電源相連的MOS管，用于直接驅動可控硅整流器的晶閘管的門極；

所述光纖隔離電路中，光纖發送器的原邊串聯一個電阻，并與脈沖信號源構成回路；光纖發送器的副邊通過光纖通信線連接到光纖接收器的原邊，光纖接收器的副邊連接到窄脈沖濾波電路的輸入端，窄脈沖濾波電路的輸出端接至強觸發電路與變阻抗電路中的MOS管，并由其連接中頻電源的可控硅整流器。

本發明中，所述光纖發送器包括一個發光二極管，所述電阻連接到發光二極管的正極；所述脈沖信號源分別與電阻及發光二極管的負極相連。

本發明中，所述光纖接收器包括一個光敏二極管、一個放大器和一個三極管；所述光敏二極管串聯在放大器的輸入端，放大器的輸出端與三極管的基極相連，三極管的發?射極與放大器的接地引腳相連并接地；給定電壓連接到放大器的供電引腳，為光纖接收器提供工作電源。

本發明中，所述窄脈沖濾波電路包括一個555集成器，其輸入端通過電阻連接到給定電壓，且輸入端通過電容接地；555集成器的輸出端通過電阻連接到所述MOS管的柵極。

本發明中，所述555集成器有8個引腳端，其輸入端為THR端和TRIG端，連接到同一電容后接地；給定電壓連接到R端和VCC端，為555集成器提供工作電源；其輸出端為Q端，通過一個電阻連接到所述MOS管的柵極。

本發明中，所述強觸發電路與變阻抗電路中，MOS管的源極接地，其輸出端連接到中頻電源中可控硅整流器的晶閘管的陰極。

本發明中，所述強觸發電路與變阻抗電路還包括兩個串聯的電阻和一個電容；給定電壓依次通過兩個電阻連接到中頻電源中可控硅整流器的晶閘管的門級，所述電容并聯在第一個電阻上。

光纖隔離驅動電路的工作原理：

脈沖信號經過光纖發送器轉變為光信號在光纖通信線中進行傳送，再由光纖接收器還原成脈沖信號，脈沖信號再經過濾波電路進行延時過濾，以濾除掉小于設定寬度的干擾脈沖，再通過功率放大傳輸給半導體功率器件。

本發明中，脈沖信號通過電阻實現的電流分流輸送到光纖發送器的原邊，當上述電流分流達到光纖發送器的額定電流后，光纖發送器的副邊通過光纖通信線將其產生的光信號傳輸到光纖接收器的原邊上；所述光信號通過光纖接收器還原為電信號，并輸送到窄脈沖濾波電路的輸入端。

窄脈沖濾波電路和強觸發電路與變阻抗電路的工作原理：

窄脈沖濾波電路可以濾除脈沖寬度小于設定寬度的干擾脈沖，將合適的脈沖送給強觸發電路。強觸發電路與變阻抗電路是由接收的脈沖，通過門極變阻抗驅動產生一個強觸發的脈沖，強觸發脈沖送給中頻電源的半導體電力電子器件。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明的中頻電源光纖隔離驅動電路，只能單向傳輸光脈沖，不會產生反向耦合。提高了抗干擾能力，也不會發生過電壓反向傳輸到弱電系統的問題。

其中，窄脈沖濾波電路能夠主動濾除瞬間干擾產生的窄脈沖，不會發生誤觸發現象。強觸發電路直接驅動晶閘管門極，沒有脈沖變壓器的漏感影響；觸發脈沖前沿強度高，有利于晶閘管的快速開通。變阻抗電路可確保脈沖前期的強度，限制脈沖后期的穩態電流，降低了平均驅動功率，有利于驅動電路的小型化和提高集成度。

本發明能有效的解決電磁干擾，高低電壓隔離，同時具有抗干擾功能，變阻抗小功率強觸發能力。

附圖說明