專利名稱：可控硅逆變器保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種可控硅逆變器保護裝置，具體地涉及高電壓、大電流和高頻率的可控硅逆變器保護電路。
在
背景技術(shù)：
中，高頻率、高電壓、大電流(一般電壓在700－750V，電流在900A，頻率在8KHZ)可控硅逆變器的可控硅保護，存在著許多困難。由于可控硅在逆變過程中，導(dǎo)通的可控硅在瞬間加上反向電壓，使其截止，這時可控硅兩端的電壓很高。目前采用的RC吸收回路雖然能起到一定的保護作用，但RC本身的連線電感在高頻下吸收效果不明顯，再加上負載有時出現(xiàn)短、斷路現(xiàn)象，出現(xiàn)信號電壓疊加，高電壓加在可控硅上，使可控硅擊穿損壞。再如RC本身出現(xiàn)問題，使可控硅在高電壓、高頻率、大電流時難以可靠運行。
有的可控硅逆變器還采用壓敏電阻器和信號反饋式保護電路等裝置，在碰到上述情況時，也很難及時地將可控硅保護起來。
本實用新型可控硅逆變器保護裝置的目的是為了克服上述不足，提供一種在一定高電壓、高頻率、大電流時保護可控硅的電路，使其可控硅逆變器正?？煽窟\行。
本實用新型可控硅逆變器保護裝置的目的是通過這樣來實現(xiàn)的。它是在原來可控硅保護電路的基礎(chǔ)上，即在電流信號反饋電路、三相全控整流橋、諧振槽路、壓敏電阻、電壓信號反饋電路、保護電路、移相電路、整流觸發(fā)電路組成的保護電路基礎(chǔ)上，增加了依次連接保護可控硅的保護元件、隔離電路、短路電路，對可控硅進一步保護。
保護元件由二極管Va－1、Va－2和電阻Ra－1組成；隔離電路由光電耦合器件ICA－1組成；短路電路由三級管Va－3、短路可控硅Va－4、電阻Ra－2、Ra－3、Ra－4電源P1組成。Va－1、Va－2為快速恢復(fù)二極管，它們的正極相連接，Va－1的負極連接保護可控硅的陽極，Va－2的負極連接Ra－1的一端，并和ICA－1的2腳連接，Ra－1的另一端和ICA－1的1腳與保護可控硅的陰極相連接；ICA－1的4腳連接Va－3的基極，發(fā)射極分別連接Va－4的控制極和Ra－3的一端，集電極和Ra－2的一端、電源P1的正極相連接，Ra－2的另一端連接ICA－1的5腳，Ra－3的另一端分別連接Ra－4的一端、Va－4的陰極和電源P1的負極，Va－4的陽極和Ra－4的另一端連接已有電源，并在Ra－4和已有電源之間還接有電感LA－1。
由于快速恢復(fù)二極管Va－1、Va－2的反向擊穿電壓很脆弱，其反向擊穿特性比可控硅靈敏，在反向擊穿電壓達到一定時，即在微秒級內(nèi)擊穿，并在瞬間吸收有可能超過被保護可控硅的擊穿電壓。當Va－2擊穿時，電阻Ra－1取出電壓信號，由ICA－1轉(zhuǎn)換后，ICA－1的二極管導(dǎo)通，使Va－3推動Va－4導(dǎo)通，造成輸入直流端短路。這時切斷輸入可控硅的電壓，并迫使逆變器原有過流保護裝置動作，使有可能在下周期產(chǎn)生的高壓脈沖不致出現(xiàn)。達到了保護可控硅的目的。


圖1是由本實用新型可控硅保護裝置組成的可控硅逆變器電路方框圖。
圖2是本實用新型可控硅保護裝置的電路原理圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細描述。
圖1中1為單相可控硅逆變橋，2為負載，3－1為原可控硅保護電路，3－2為本實用新型可控硅逆變器保護裝置的電路，4為可控硅逆變器的其它組成部分。
圖2中虛線部分為本實用新型可控硅逆變器保護電路，在圖中共有8只可控硅，2只為一組，使之構(gòu)成可控硅橋式可控硅電路。每只可控硅需設(shè)置本實用新型可控硅逆變器保護電路(包括原保護電路)。以可控硅V7的保護電路為例，Va－1、Va－2為快速恢復(fù)二極管，它們正極相連接，Va－1的負極連接V7的陽極，Va－2的負極連接電阻Ra－1的一端和光電耦合器件ICA－1的2腳，ICA－1的1腳與Ra－1的另一端與V7的陰極相連接，ICA－1的4腳連接三極管Va－3的基極，其發(fā)射極連接短路可控硅Va－4的控制極和電阻Ra－3的一端，Ra－3的另一端連接Va－4的陰極和Ra－4的一端，并連接電源P1的負極，Va－4的陽極連接已有電源，Va－3的集電極連接Ra－2的一端和電源P1的正極，Ra－2的另一端和ICA－1的5腳相連接，Ra－4的另一端和電感La－1的一端連接，LA－1的另一端連接已有電源。
由于快速恢復(fù)二極管Va－1、Va－2的反向擊穿電壓很脆弱，為700－800V，其反向恢復(fù)時間為大于1us，電流為為50A。Va－1的作用是阻斷正向電流，不致于保護可控硅V7出現(xiàn)短路。因為Va－1、Va－2的反向擊穿特性比保護可控硅V7的擊穿特性靈敏，當反向擊穿電壓達到一定數(shù)值時，在瞬間(1us內(nèi))吸收有可能超過V7的擊穿電壓。若Va－2擊穿時，電阻Ra－1取出電壓信號，使ICA－1的二極管導(dǎo)通。Ra－1為0.1－0.5歐姆電阻，功率為5W。這時三極管Va－3推動短路可控硅Va－4導(dǎo)通，造成輸入直流端短路。Va－3為普通開關(guān)三極管，如3DK4等。Va－4的VDRM、Vrrm≥1000V，td＋tr≤2us、ITM≥1000A，Tg≤35us。Ra－2為10K歐姆0.5W的金屬膜電阻，Ra－3為0.5W510歐姆的金屬膜電阻，Ra－4為500W0.5歐姆的鎳、鉻、鐵電阻。LA－1為5－10uH電感。LA－1的作用是當Va－4導(dǎo)通時，作限制其電流上升用。當輸入直流端短路后，即切斷輸入給保護控硅V7的電壓，并迫使原有可控硅逆變器過流保護裝置動作，使其可能在下周期產(chǎn)生的高電壓脈沖不出現(xiàn)。以實現(xiàn)可控硅的保護。
本實用新型可控硅逆變器保護裝置，適用于高頻、高電壓、大電流的可控硅逆變器的可控硅保護，具有保護效果好可靠的特點。
權(quán)利要求1.一種可控硅逆變器保護裝置，由連接保護可控硅的電流信號反饋電路、三相全控整流橋、諧振槽路、壓敏電阻、電壓信號反饋電路、保護電路、移相電路、整流觸發(fā)電路組成的保護電路；其特征在于所述的組成保護電路的可控硅還依次連接由保護元件、隔離電路和短路電路，所述的保護元件由二極管Va-1、Va-2和電阻Ra-1組成；所述的隔離電路由光電耦合器件ICA-1構(gòu)成，所述的短路電路由三極管Va-3、短路可控硅Va-4、電阻Ra-2、Ra-3、Ra-4的電源P1構(gòu)成；Va-1、Va-2的正極相連接，Va-1的負極連接保護可控硅的陽極，Va-2的負極連接電阻Ra-1的一端，并與ICA-1的2腳連接，Ra-1的另一端與ICA-1的1腳、保護可控硅的陰極相連接，ICA-1的4腳連接Va-3的基極，發(fā)射極分別連接Va-4的控制極和Ra-3的一端，集電極和Ra-2的一端、電源P1的正極連接，Ra-2的一另端連接ICA-1的5腳，Ra-3的另一端分別連接Ra-4的一端、Va-4的陰極和電源P1的負極，Va-4的陽極和Ra-4的另一端連接已有電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控硅逆變器保護裝置，其特征在于，短路電路的Ra－4與已有電源之間，還連接電感LA－1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的可控硅逆變器的保護裝置，其特征在于，短路電路的電源P1為4－6伏的直流電源。
專利摘要一種可控硅逆變器保護裝置，在原有可控硅保護電路的基礎(chǔ)上，增加了保護元件、隔離電路和短路電路。由于保護元件的快速恢復(fù)二極管反向擊穿特性靈敏，防止了保護可控硅的擊穿損壞，同時通過隔離電路，使輸入直流端短路，切斷了輸入給保護可控硅的電壓，使可控硅逆變器得到過流保護，防止在下周期出現(xiàn)高壓脈沖沖擊可控硅。該保護電路適用于高頻、高電壓、大電流可控硅逆變器的可控硅保護。具有保護效果好可靠的特點。
文檔編號H02H7/122GK2198701SQ9424211
公開日1995年5月24日 申請日期1994年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月15日
發(fā)明者丁立三 申請人:無錫寶通電子有限公司