本發(fā)明涉及電力電子晶閘管控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于分立元器件的適用于晶閘管驅(qū)動(dòng)的保護(hù)性觸發(fā)電路。

背景技術(shù)：

目前，在大功率的直流輸電系統(tǒng)中，晶閘管仍然是核心器件，單只晶閘管的最大電壓可以達(dá)到七八千伏，但是，相對于實(shí)際應(yīng)用的環(huán)境來說仍然很偏低。因此，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往是將晶閘管串聯(lián)之后在作用于電氣回路中。由于，晶閘管自身器件特性的離散性無法避免，導(dǎo)致在實(shí)際工作過程中無法做到真正意義上的同時(shí)開通，處于后開通的晶閘管，將會(huì)承受電氣回路中過電壓的沖擊，擊穿或者損壞晶閘管本體。此外，當(dāng)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路正常觸發(fā)電氣回路異常時(shí)，晶閘管也將承受過電壓的作用，因此，晶閘管驅(qū)動(dòng)電路中應(yīng)該包含一個(gè)相對獨(dú)立且穩(wěn)定可靠的保護(hù)性觸發(fā)電路模塊，用以防止過電壓對晶閘管造成的損壞。

目前，用于晶閘管驅(qū)動(dòng)的保護(hù)性觸發(fā)電路，是利用BOD器件串聯(lián)作用，提高動(dòng)作門檻電壓，經(jīng)濟(jì)性和可靠性都較低，是需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的用于晶閘管驅(qū)動(dòng)的保護(hù)性觸發(fā)電路，是利用BOD器件串聯(lián)作用，提高動(dòng)作門檻電壓，但是經(jīng)濟(jì)性和可靠性都較低的問題。本發(fā)明的基于分立元器件的保護(hù)性觸發(fā)電路，能夠利用分立元器件實(shí)現(xiàn)晶閘管驅(qū)動(dòng)過程的保護(hù)性觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)高電壓環(huán)境下的備用保護(hù)，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，大幅提升了晶閘管驅(qū)動(dòng)中保護(hù)性觸發(fā)電路的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，適用于高電壓環(huán)境，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，具有良好的應(yīng)用前景。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于分立元器件的保護(hù)性觸發(fā)電路，包括儲(chǔ)能電路單元和觸發(fā)電路單元，所述儲(chǔ)能電路單元和觸發(fā)電路單元相連接，且均以外部晶閘管負(fù)極為接地參考點(diǎn)，

所述儲(chǔ)能電路單元，包括第一電容C1、第三電容C3、第一電阻R1、第四電阻R4、第九電阻R9、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第六二極管D6和第二穩(wěn)壓管V2，

所述第一電容C1的一端與外部晶閘管的正極相連接，所述第一電容C1的另一端串接第一電阻R1后分別與第一二極管D1的正極和第三二極管D3的負(fù)極相連接，所述第三二極管D3的正極接地，所述第一二極管D1的負(fù)極分別與第二二極管D2的正極、第三電容C3的一端、第四電阻R4的一端相連接，所述第二二極管D2的負(fù)極與第二穩(wěn)壓管V2的負(fù)極相連接，所述第二穩(wěn)壓管V2的正極與第三電容C3的另一端相連接后接地，所述第四電阻R4的另一端與第六二極管D的正極相連接，所述第六二極管D的負(fù)極串接第九電阻R6后接地；

所述觸發(fā)電路單元，包括第二電容C2、第四電容C4、第二電阻R2、第三電阻R3、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第四二極管D4、第五二極管D5、第七二極管D7、第八二極管D8、第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3、第四三極管Q4、第一穩(wěn)壓管V1、第三穩(wěn)壓管V3、第四穩(wěn)壓管V4和晶閘管T1，

所述第二電阻R2與第十電阻R10串聯(lián)之后并接于外部晶閘管的正、負(fù)兩極之間，所述第二電容C2并聯(lián)在第二電阻R2的兩端，所述第七二極管D7并聯(lián)在第十電阻R10的兩端，且其的正極接地，所述第十三電阻R13與第四電容C4并聯(lián)且一端接地，所述第十三電阻R13與第四電容C4的另一端與第二三極管Q2的集電極和第三三極管Q3的基極相連接，所述第四穩(wěn)壓管V4與第九電阻R9并聯(lián)，且所述第四穩(wěn)壓管V4的正極接地，所述第四穩(wěn)壓管V4的負(fù)極分別與第二三極管Q2的基極、第五二極管D5的負(fù)極、第六二極管D6的負(fù)極、第三三極管Q3的集電極相連接，所述第三三極管Q3的發(fā)射極與第四三極管Q4的基極相連接，并通過串接第十二電阻R12接地，所述第四三極管Q4的發(fā)射極通過串接第十五電阻R15接地，所述第七電阻R7的一端與第四三極管Q4的集電極相連接，所述第七電阻R7的另一端、第六電阻R6的一端共同與第一三極管Q1的基極相連接，所述第六電阻R6的另一端與晶閘管T1的正極相連接，所述晶閘管T1的正極、第四二極管D4的正極、第一二極管D1的正極共同連接，所述第四二極管D4的負(fù)極與第一穩(wěn)壓管V1的負(fù)極相連接，所述第一穩(wěn)壓管V1的正極、第一三極管Q1的發(fā)射極、第五電阻R5的一端共同連接，所述第五電阻R5的另一端接地，所述第一三極管Q1的集電極與晶閘管T1的門極相連接，所述晶閘管T1的門極還通過串接第十一電阻R11和第十四電阻R14接地，所述晶閘管T1的門極還與第三穩(wěn)壓管V3的負(fù)極相連接，所述第三穩(wěn)壓管V3的正極與晶閘管T1的負(fù)極相連接，所述第八電阻R8并聯(lián)在第三穩(wěn)壓管V3的兩端，所述晶閘管T1的負(fù)極串接第八二極管D8的正極，所述第五二極管D5的正極串接第三電阻R3后連接穩(wěn)壓電源。

前述的基于分立元器件的保護(hù)性觸發(fā)電路，所述穩(wěn)壓電源的電壓為9V。

前述的基于分立元器件的保護(hù)性觸發(fā)電路，所述第十一電阻11和第十四電阻14的連接處輸出觸發(fā)回報(bào)信號(hào)，所述第八二極管D8的負(fù)極輸出門極觸發(fā)信號(hào)。

前述的基于分立元器件的保護(hù)性觸發(fā)電路，所述第一三極管Q1和第二三極管Q2均為PNP型三極管，所述第三三極管Q3和第四三極管Q4均為NPN型三極管。

前述的基于分立元器件的保護(hù)性觸發(fā)電路，所述第一電容C1和第二電容C2均為高壓電容。

前述的基于分立元器件的保護(hù)性觸發(fā)電路，所述第一電阻R1和第二電阻R2均為大功率電阻。

前述的基于分立元器件的保護(hù)性觸發(fā)電路，所述第十電阻R10為可調(diào)電位器。

前述的基于分立元器件的保護(hù)性觸發(fā)電路，所述晶閘管T1的型號(hào)為TYN825。

前述的基于分立元器件的保護(hù)性觸發(fā)電路，所所述第一穩(wěn)壓管V1和第三穩(wěn)壓管V3均為5V穩(wěn)壓管，所述第二穩(wěn)壓管V2為60V穩(wěn)壓管，所述第四穩(wěn)壓管V4為6V穩(wěn)壓管。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的基于分立元器件的保護(hù)性觸發(fā)電路，能夠利用分立元器件實(shí)現(xiàn)晶閘管驅(qū)動(dòng)過程的保護(hù)性觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)高電壓環(huán)境下的備用保護(hù)，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，大幅提升了晶閘管驅(qū)動(dòng)中保護(hù)性觸發(fā)電路的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，適用于高電壓環(huán)境，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基于分立元器件的保護(hù)性觸發(fā)電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明的基于分立元器件的保護(hù)性觸發(fā)電路，包括儲(chǔ)能電路單元和觸發(fā)電路單元，儲(chǔ)能電路單元和觸發(fā)電路單元相連接，且均以外部晶閘管負(fù)極為接地參考點(diǎn)，保護(hù)性觸發(fā)電路可工作在高壓環(huán)境，輸入端口與晶閘管的正、負(fù)兩級并聯(lián)，利用RC耦合回路從外部獲取能量，并保存于儲(chǔ)能電容中，待過電壓達(dá)到保護(hù)性觸發(fā)門檻值時(shí)，儲(chǔ)能電容能量泄放開通晶閘管并產(chǎn)生回報(bào)指示信號(hào)，整個(gè)電路由電阻、電容、二極管、三極管以及晶閘管組成，電路采用純模擬電路架構(gòu)，在高壓環(huán)境中能夠穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，克服了目前晶閘管驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域利用BOD器件串聯(lián)實(shí)現(xiàn)保護(hù)性觸發(fā)所造成的經(jīng)濟(jì)性和可靠性不足的問題，具體電路，如圖1所示，

所述儲(chǔ)能電路單元，包括第一電容C1、第三電容C3、第一電阻R1、第四電阻R4、第九電阻R9、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第六二極管D6和第二穩(wěn)壓管V2，

所述第一電容C1的一端與外部晶閘管的正極相連接，所述第一電容C1的另一端串接第一電阻R1后分別與第一二極管D1的正極和第三二極管D3的負(fù)極相連接，所述第三二極管D3的正極接地，所述第一二極管D1的負(fù)極分別與第二二極管D2的正極、第三電容C3的一端、第四電阻R4的一端相連接，所述第二二極管D2的負(fù)極與第二穩(wěn)壓管V2的負(fù)極相連接，所述第二穩(wěn)壓管V2的正極與第三電容C3的另一端相連接后接地，所述第四電阻R4的另一端與第六二極管D的正極相連接，所述第六二極管D的負(fù)極串接第九電阻R6后接地；

所述儲(chǔ)能電路單元的工作原理如下：晶閘管在正常運(yùn)行過程中，以晶閘管的負(fù)極為參考，隨著正極電壓的爬升，外部能量通過第一電容C1和第一電阻R1的耦合并經(jīng)第一二極管D1給第三電容C3充電，這里的第三電容C3為儲(chǔ)能電容用于儲(chǔ)備能量，當(dāng)?shù)谌娙軨3的電壓達(dá)到60V時(shí)，被第二穩(wěn)壓管V2鉗位，第二穩(wěn)壓管V2為60V穩(wěn)壓管，隨著晶閘管正極電壓的跌落，第三電容C3中的能量通過第四電阻R4、第六二極管D6與第九電阻R9形成的對地通道泄放，此充放電過程周期循環(huán)，從而達(dá)到儲(chǔ)能的作用。

所述觸發(fā)電路單元，包括第二電容C2、第四電容C4、第二電阻R2、第三電阻R3、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第四二極管D4、第五二極管D5、第七二極管D7、第八二極管D8、第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3、第四三極管Q4、第一穩(wěn)壓管V1、第三穩(wěn)壓管V3、第四穩(wěn)壓管V4和晶閘管T1，

所述第二電阻R2與第十電阻R10串聯(lián)之后并接于外部晶閘管的正、負(fù)兩極之間，所述第二電容C2并聯(lián)在第二電阻R2的兩端，所述第七二極管D7并聯(lián)在第十電阻R10的兩端，且其的正極接地，所述第十三電阻R13與第四電容C4并聯(lián)且一端接地，所述第十三電阻R13與第四電容C4的另一端與第二三極管Q2的集電極和第三三極管Q3的基極相連接，所述第四穩(wěn)壓管V4與第九電阻R9并聯(lián)，且所述第四穩(wěn)壓管V4的正極接地，所述第四穩(wěn)壓管V4的負(fù)極分別與第二三極管Q2的基極、第五二極管D5的負(fù)極、第六二極管D6的負(fù)極、第三三極管Q3的集電極相連接，所述第三三極管Q3的發(fā)射極與第四三極管Q4的基極相連接，并通過串接第十二電阻R12接地，所述第四三極管Q4的發(fā)射極通過串接第十五電阻R15接地，所述第七電阻R7的一端與第四三極管Q4的集電極相連接，所述第七電阻R7的另一端、第六電阻R6的一端共同與第一三極管Q1的基極相連接，所述第六電阻R6的另一端與晶閘管T1的正極相連接，所述晶閘管T1的正極、第四二極管D4的正極、第一二極管D1的正極共同連接，所述第四二極管D4的負(fù)極與第一穩(wěn)壓管V1的負(fù)極相連接，所述第一穩(wěn)壓管V1的正極、第一三極管Q1的發(fā)射極、第五電阻R5的一端共同連接，所述第五電阻R5的另一端接地，所述第一三極管Q1的集電極與晶閘管T1的門極相連接，所述晶閘管T1的門極還通過串接第十一電阻R11和第十四電阻R14接地，所述晶閘管T1的門極還與第三穩(wěn)壓管V3的負(fù)極相連接，所述第三穩(wěn)壓管V3的正極與晶閘管T1的負(fù)極相連接，所述第八電阻R8并聯(lián)在第三穩(wěn)壓管V3的兩端，所述晶閘管T1的負(fù)極串接第八二極管D8的正極，所述第五二極管D5的正極串接第三電阻R3后連接穩(wěn)壓電源。

所述穩(wěn)壓電源的電壓為9V，所述第十一電阻11和第十四電阻14的連接處輸出觸發(fā)回報(bào)信號(hào)，所述第八二極管D8的負(fù)極輸出門極觸發(fā)信號(hào)，所述第一三極管Q1和第二三極管Q2均為PNP型三極管，所述第三三極管Q3和第四三極管Q4均為NPN型三極管。

所述第一電容C1和第二電容C2均為高壓電容，所述第一電阻R1和第二電阻R2均為大功率電阻，且為均壓電阻，所述第十電阻R10為可調(diào)電位器，所述晶閘管T1的型號(hào)為TYN825，所所述第一穩(wěn)壓管V1和第三穩(wěn)壓管V3均為5V穩(wěn)壓管，所述第四穩(wěn)壓管V4為6V穩(wěn)壓管。

所述觸發(fā)電路單元的工作原理如下：由于第十電阻R10為可調(diào)電位器，其的阻值控制保護(hù)性觸發(fā)的實(shí)際門檻值，可通過調(diào)整第十電阻R10阻值調(diào)整保護(hù)性觸發(fā)的門檻，晶閘管T1正常運(yùn)行過程中，第三電阻R3外接9V穩(wěn)壓電源，通過第四穩(wěn)壓管V4的穩(wěn)壓作用將第二三極管Q2的基極電壓固定在6V，第十電阻R10與第二電阻R2并聯(lián)對晶閘管T1的正極電壓進(jìn)行分壓，第二電阻R2的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過第十電阻R10阻值，導(dǎo)致第十電阻R10的分壓很小，正常情況下無法超過6V，從而無法開通第二三極管Q2，使得后續(xù)的第三三極管Q3、第四三極管Q4與第一三極管Q1均處于截止?fàn)顟B(tài)，晶閘管T1的門極無觸發(fā)脈沖產(chǎn)生；當(dāng)晶閘管T1的正極電壓持續(xù)上升以至第十電阻R10的分壓超過6V時(shí)，第二三極管Q2從截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)向?qū)顟B(tài)，并依次開通第三三極管Q3、第四三極管Q4與第一三極管Q1，隨著第一三極管Q1的開通，晶閘管T1的門極得到了觸發(fā)信號(hào)，此時(shí)，儲(chǔ)備在第三電容C3中的能量獲得了低阻抗泄放路徑，大部分能量可直接通過晶閘管T1和第八二極管D8泄放作用于外部晶閘管的門極，從而形成外部的保護(hù)性觸發(fā)信號(hào)，還有一小部分能量通過第三穩(wěn)壓管V3、第十一電阻R11與第十四電阻R14對地泄放，在第十一電阻R11與第十四電阻R14連接處形成觸發(fā)回報(bào)信號(hào)，可供外部電路采集。

綜上所述，本發(fā)明的基于分立元器件的保護(hù)性觸發(fā)電路，能夠利用分立元器件實(shí)現(xiàn)晶閘管驅(qū)動(dòng)過程的保護(hù)性觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)高電壓環(huán)境下的備用保護(hù)，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，大幅提升了晶閘管驅(qū)動(dòng)中保護(hù)性觸發(fā)電路的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，適用于高電壓環(huán)境，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，具有良好的應(yīng)用前景。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。