[發明專利]具有短路保護與寬電壓控制的三相交流固態繼電器電路

有效

• 申請號: 201811446109.2
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109672139B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 暨仲明;陳德傳
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H02H3/08
• 分類號: H02H3/08;H03K17/79
• 代理公司: 33240 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 朱月芬

1.具有短路保護與寬電壓控制的三相交流固態繼電器電路,包括光隔式三相寬電壓驅動電路、三相短路與過載保護電路，特征在于：

光隔式三相寬電壓驅動電路包括A相光耦IC1、B相光耦IC2、C相光耦IC3、A相三極管VT1、B相三極管VT2、C相三極管VT3、A相雙向晶閘管VT5、B相雙向晶閘管VT6、C相雙向晶閘管VT7、A相電感L1、B相電感L2、C相電感L3、A相保護電容C1、B相保護電容C2、C相保護電容C3、輸入電阻R1、A相陽極電阻R2、A相限流電阻R3、A相集電極電阻R4、B相陽極電阻R5、B相限流電阻R6、B相集電極電阻R7、C相陽極電阻R8、C相限流電阻R9、C相集電極電阻R10、A相驅動電阻R11、A相門極電阻R12、A相保護電阻R13、B相驅動電阻R14、B相門極電阻R15、B相保護電阻R16、C相驅動電阻R17、C相門極電阻R18、C相保護電阻R19、A相負載Load-A、B相負載Load-B和C相負載Load-C，正驅動端IN+端與輸入電阻R1的一端連接，輸入電阻R1的另一端與A相陽極電阻R2、A相集電極電阻R4、B相陽極電阻R5、B相集電極電阻R7、C相陽極電阻R8、C相集電極電阻R10、逆阻型晶閘管VT4的陽極連接，A相陽極電阻R2的另一端與A相光耦IC1發光側的陽極連接，A相光耦IC1發光側的陰極與A相限流電阻R3的一端、A相三極管VT1的基極連接，A相集電極電阻R4的另一端與A相三極管VT1的集電極連接，B相陽極電阻R5的另一端與B相光耦IC2發光側的陽極連接，B相光耦IC2發光側的陰極與B相限流電阻R6的一端、B相三極管VT2的基極連接，B相集電極電阻R7的另一端與B相三極管VT2的集電極連接，C相陽極電阻R8的另一端與C相光耦IC3發光側的陽極連接，C相光耦IC3發光側的陰極與C相限流電阻R9的一端、C相三極管VT1的基極連接，C相集電極電阻R10的另一端與C相三極管VT3的集電極連接，A相三極管VT1的射極、B相三極管VT2的射極、C相三極管VT3的射極、A相限流電阻R3的另一端、B相限流電阻R6的另一端、C相限流電阻R9的另一端、逆阻型晶閘管VT4的陰極均與負驅動端IN-端連接；

A相光耦IC1輸出側的一端與A相驅動電阻R11的一端連接，A相光耦IC1輸出側的另一端與A相門極電阻R12的一端、A相雙向晶閘管VT5的門極連接，交流電源A相端A端與A相電感L1的一端連接，A相電感L1的另一端與A相雙向晶閘管VT5的第1陽極、A相驅動電阻R11的另一端、A相保護電阻R13的一端連接，A相保護電阻R13的另一端與A相保護電容C1的一端連接，A相負載Load-A的一端連線穿過A相電流傳感器SC1的檢測孔后與A相雙向晶閘管VT5的第2陽極、A相門極電阻R12的另一端、A相保護電容C1的另一端連接；

B相光耦IC2輸出側的一端與B相驅動電阻R14的一端連接，A相光耦IC1輸出側的另一端與B相門極電阻R15的一端、B相雙向晶閘管VT5的門極連接，交流電源B相端B端與B相電感L2的一端連接，B相電感L2的另一端與B相雙向晶閘管VT6的第1陽極、B相驅動電阻R14的另一端、B相保護電阻R16的一端連接，B相保護電阻R16的另一端與B相保護電容C2的一端連接，B相負載Load-B的一端連線穿過B相電流傳感器SC2的檢測孔后與B相雙向晶閘管VT6的第2陽極、B相門極電阻R15的另一端、B相保護電容C2的另一端連接；

C相光耦IC3輸出側的一端與C相驅動電阻R17的一端連接，C相光耦IC3輸出側的另一端與C相門極電阻R18的一端、C相雙向晶閘管VT7的門極連接，交流電源C相端C端與C相電感L3的一端連接，C相電感L3的另一端與C相雙向晶閘管VT7的第1陽極、C相驅動電阻R17的另一端、C相保護電阻R19的一端連接，C相保護電阻R19的另一端與C相保護電容C3的一端連接，C相負載Load-C的一端連線穿過C相電流傳感器SC3的檢測孔后與C相雙向晶閘管VT7的第2陽極、C相門極電阻R18的另一端、C相保護電容C3的另一端連接；

在三相三線制負載中：A相負載Load-A的另一端與B相負載Load-B的另一端、C相負載Load-C的另一端連接；在三相四線制負載中：A相負載Load-A的另一端與B相負載Load-B的另一端、C相負載Load-C的另一端、交流電源零線端N端連接；

三相短路與過載保護電路包括逆阻型晶閘管VT4、A相電流傳感器SC1、B相電流傳感器SC2、C相電流傳感器SC3、A相上二極管D1、C相下二極管D2、B相上二極管D3、A相下二極管D4、C相上二極管D5、B相下二極管D6、轉換電阻R20、濾波電阻R21、分壓電阻R22和濾波電容C4，A相電流傳感器SC1的第2輸出端I2端與B相電流傳感器SC2的第2輸出端I2端、C相電流傳感器SC3的第2輸出端I2端連接，A相電流傳感器SC1的第1輸出端I1端與A相上二極管D1的陽極、A相下二極管D4的陰極連接，B相電流傳感器SC2的第1輸出端I1端與B相上二極管D3的陽極、B相下二極管D6的陰極連接，C相電流傳感器SC3的第1輸出端I1端與C相上二極管D5的陽極、C相下二極管D2的陰極連接，A相上二極管D1的陰極與B相上二極管D3的陰極、C相上二極管D5的陰極、轉換電阻R20的一端、濾波電阻R21的一端連接，濾波電阻R21的另一端與分壓電阻R22的一端、濾波電容C4的一端、逆阻型晶閘管VT4的門極連接，A相下二極管D4的陽極與B相下二極管D6的陽極、C相下二極管D2的陽極、轉換電阻R20的另一端、濾波電容C4的另一端、分壓電阻R22的另一端均與負驅動端IN-端連接。

2.根據權利要求1所述的具有短路保護與寬電壓控制的三相交流固態繼電器電路，其特征在于電路參數配合關系如下：

設：I_F為光耦驅動電流，U_gTH為逆阻型晶閘管的門極觸發電壓閾值，A、B、C某相電流傳感器的被測電流與輸出電流分別是I_1x、I_2x，其中的x＝A、B、C，各相電流傳感器的電流比均為k_i＝I_2x/I_1x，令：I_1xm為x相允許的被測電流I_1x的最大值，且I_1Am＝I_1Bm＝I_1Cm＝I_1m，則：

R₃＝R₆＝R₉＝0.7/I_F (1)

R₂₁＞＞R₂₀ (2)

式中的，R₃、R₆、R₉分別為A相限流電阻R3、B相限流電阻R6、C相限流電阻R9的阻值，R₂₀、R₂₁、R₂₂分別為轉換電阻R20、濾波電阻R21、分壓電阻R22的阻值。