[發(fā)明專利]一種中頻電源晶閘管光纖隔離驅(qū)動(dòng)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410787191.0
• 申請(qǐng)日: 2014-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN104467381A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐亞洲;王凱利;朱曉馳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州四達(dá)電爐成套設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/092
• 分類號(hào): H02M1/092
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及中頻電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中頻電源晶閘管光纖隔離驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)

隨著中頻電源設(shè)備變換功率越來越大，電磁干擾也相應(yīng)增加，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的耐壓要求也越來越高。

傳統(tǒng)的脈沖變壓器隔離驅(qū)動(dòng)電路，為了確保觸發(fā)脈沖電流的上升速度，原副邊耦合不能太差，導(dǎo)致隔離能力與驅(qū)動(dòng)能力成為矛盾。其次，因?yàn)樽儔浩骶哂须p向耦合的特點(diǎn)，一是容易將副邊高壓側(cè)的干擾信號(hào)回傳到弱電系統(tǒng)中；更主要的是，在功率器件損壞的瞬間，可能會(huì)有高壓直接竄到脈沖變壓器的副邊，導(dǎo)致原邊產(chǎn)生極高電壓，驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞。因此簡(jiǎn)單的脈沖變壓器隔離驅(qū)動(dòng)方式己經(jīng)不能滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種中頻電源晶閘管光纖隔離驅(qū)動(dòng)電路。

為解決技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是：

提供一種中頻電源晶閘管光纖隔離驅(qū)動(dòng)電路，分別連接脈沖信號(hào)源和中頻電源，中頻電源包括若干個(gè)可控硅整流器；所述該光纖隔離驅(qū)動(dòng)電路包括：光纖隔離電路，用于單向傳輸光脈沖信號(hào)；窄脈沖濾波電路，用于主動(dòng)濾除瞬間干擾產(chǎn)生的脈沖；強(qiáng)觸發(fā)電路與變阻抗電路，包括一個(gè)與中頻電源相連的MOS管，用于直接驅(qū)動(dòng)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(fā)送器的原邊串聯(lián)一個(gè)電阻，并與脈沖信號(hào)源構(gòu)成回路；光纖發(fā)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(qiáng)觸發(fā)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(fā)明中，所述光纖發(fā)送器包括一個(gè)發(fā)光二極管，所述電阻連接到發(fā)光二極管的正極；所述脈沖信號(hào)源分別與電阻及發(fā)光二極管的負(fù)極相連。

本發(fā)明中，所述光纖接收器包括一個(gè)光敏二極管、一個(gè)放大器和一個(gè)三極管；所述光敏二極管串聯(lián)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(fā)?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(fā)明中，所述窄脈沖濾波電路包括一個(gè)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(fā)明中，所述555集成器有8個(gè)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(gè)電阻連接到所述MOS管的柵極。

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

光纖隔離驅(qū)動(dòng)電路的工作原理：

脈沖信號(hào)經(jīng)過光纖發(fā)送器轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)在光纖通信線中進(jìn)行傳送，再由光纖接收器還原成脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)再經(jīng)過濾波電路進(jìn)行延時(shí)過濾，以濾除掉小于設(shè)定寬度的干擾脈沖，再通過功率放大傳輸給半導(dǎo)體功率器件。

本發(fā)明中，脈沖信號(hào)通過電阻實(shí)現(xiàn)的電流分流輸送到光纖發(fā)送器的原邊，當(dāng)上述電流分流達(dá)到光纖發(fā)送器的額定電流后，光纖發(fā)送器的副邊通過光纖通信線將其產(chǎn)生的光信號(hào)傳輸?shù)焦饫w接收器的原邊上；所述光信號(hào)通過光纖接收器還原為電信號(hào)，并輸送到窄脈沖濾波電路的輸入端。

窄脈沖濾波電路和強(qiáng)觸發(fā)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(shè)定寬度的干擾脈沖，將合適的脈沖送給強(qiáng)觸發(fā)電路。強(qiáng)觸發(fā)電路與變阻抗電路是由接收的脈沖，通過門極變阻抗驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)觸發(fā)的脈沖，強(qiáng)觸發(fā)脈沖送給中頻電源的半導(dǎo)體電力電子器件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的中頻電源光纖隔離驅(qū)動(dòng)電路，只能單向傳輸光脈沖，不會(huì)產(chǎn)生反向耦合。提高了抗干擾能力，也不會(huì)發(fā)生過電壓反向傳輸?shù)饺蹼娤到y(tǒng)的問題。

其中，窄脈沖濾波電路能夠主動(dòng)濾除瞬間干擾產(chǎn)生的窄脈沖，不會(huì)發(fā)生誤觸發(fā)現(xiàn)象。強(qiáng)觸發(fā)電路直接驅(qū)動(dòng)晶閘管門極，沒有脈沖變壓器的漏感影響；觸發(fā)脈沖前沿強(qiáng)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(qiáng)度，限制脈沖后期的穩(wěn)態(tài)電流，降低了平均驅(qū)動(dòng)功率，有利于驅(qū)動(dòng)電路的小型化和提高集成度。

本發(fā)明能有效的解決電磁干擾，高低電壓隔離，同時(shí)具有抗干擾功能，變阻抗小功率強(qiáng)觸發(fā)能力。

附圖說明