一种晶闸管等压投切触发电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种晶闸管等压投切触发电路，由过零检测电路、投切控制保护电路、信号时序处理电路、驱动隔离电路、外围电源电路等部分组成。在对晶闸管进行触发导通时，采用过零检测电路对晶闸管开关两端电压进行检测，通过投切控制保护电路按照时序要求实现在晶闸管两端电压相等时分别对C相和A相晶闸管产生触发脉冲，通过信号时序处理电路和驱动隔离电路实现对晶闸管的触发导通，在关断时晶闸管时也采用相应的控制时序实现对A相和C相晶闸管关断。该触发电路可以保证对晶闸管的等压触发，暂态过程短，触发响应时间小于20ms，触发过程无涌流并且反向关断电压较小，从而保证了无功动态补偿领域的晶闸管的可靠触发。

【技术实现步骤摘要】
—种晶闸管等压投切触发电路
本技术涉及了无功补偿与电能质量治理领域，尤其涉及了一种晶闸管等压投切触发电路。
技术介绍
随着经济与技术水平的发展，电网负荷的不断增加，不但改变了电力系统的网络结构和电源分布，而且造成系统的无功分布不尽合理，甚至可能出现局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。此外，功率因数和电压的降低将使电气设备得不到充分利用，降低了网络传输能力，并引起损耗增加。同时由于电弧炉、大型轧机等大容量、冲击性、非线性负荷的设备的增加，使电网的电压与电流谐波含量增加，恶化了电网供电质量，甚至导致原有的并联电容器组与电网系统发生谐振，影响系统的安全稳定运行，因此必须要采用相应的滤波补偿技术实现无功补偿与谐波抑制的系统，从而解决现有技术的不足。目前电力系统无功补偿中最常见的补偿设备是晶闸管投切电容器(TSC)，它主要是由固定电容补偿演变而来，属于并联型补偿设备。在晶闸管投切电容器装置中，晶闸管投切触发电路的设计是其中一个重要环节，该触发电路应该保证在补偿电容电压与电网电压一致的时候产生触发脉冲使得晶闸管导通，此时晶闸管两端的电压是相等的，电容此时并入电网不会产生涌流，否则，由于补偿电容电压的突然变化会导致严重的投入涌流，极端情况下，投入涌流会使得补偿电容损坏，影响设备的可靠工作。目前较多的使用MOTOROLA公司的M0C308X系列的过零触发芯片进行晶闸管触发，由于晶闸管投切电容器组中串联电抗器的作用，在晶闸管关断时会产生较大的反向电压(该电压值会大于1000V)，M0C308X系列器件的最高耐压为800V，所以这些过零触发芯片在工作时需要串联使用，这样由于不同芯片的参数一致性的问题会导致串联均压问题，极大的影响了触发电路的可靠性，也影响了晶闸管投切电容器组的工作可靠性。因此，需要研究一种能够应用在无功动态补偿领域的晶闸管触发电路，并保证等压无涌流的投切电容器组，投切响应时间应小于20ms。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的就在于提供一种晶闸管等压投切触发电路，通过过零检测电路对晶闸管两端电压进行检测，在AT89C2051单片机的控制下，经过隔离驱动电路后实现对晶闸管的等压投切，并且对信号时序单独设计了处理电路，且配以了外围电源电路从而保证该触发电路的可靠工作。为了实现上述的目的，本技术的技术方案为:一种晶闸管等压投切触发电路，由过零检测电路、投切控制保护电路、信号时序处理电路、驱动隔离电路以及外围电源电路组成，所述过零检测电路包括A相晶闸管开关过零检测电路和C相晶闸管开关过零检测电路，并连接于投切控制保护电路，该投切控制保护电路包括外部控制信号输入电路、AT89C2051单片机电路以及MAX813L电路，通过输入外部控制命令，将所述外部控制信号输入电路产生的低电平控制信号和所述过零检测电路产生的过零检测信号传输至所述AT89C2051单片机电路，该AT89C2051单片机电路输出两组间隔为160us的高低电平脉冲作为A相和C相晶闸管开关的驱动信号；所述驱动信号传输至连接于投切控制保护电路的信号时序处理电路，经过信号时序处理电路进行时序处理后传输至驱动隔离电路，并产生A相和C相晶闸管开关驱动触发信号，所述外围电源电路分别连接于投切控制保护电路以及驱动隔离电路。作为一种优选方案，所述A相晶闸管开关过零检测电路的一个输入端连接于A相晶闸管开关的上部连接端K2，经过6个电阻串联后与由4个1N4007整流二极管组成整流器的交流输入端Il相连，该整流器的另一个交流输入端12连接于A相晶闸管开关的下部连接端K1，该整流器的直流输出端Ql、Q2分别连接于M0C8050光电耦合器的I脚和2脚，所述M0C8050光电耦合器的5脚经上拉电阻接至电源正极，M0C8050光电耦合器的4脚接地，所述M0C8050光电耦合器的5脚传输至AT89C2051单片机的12脚及18脚；所述C相过零检测电路与A相过零检测电路的组成相同，C相过零检测电路的M0C8050光电耦合器的5脚传输至AT89C2051单片机的13脚及19脚。作为一种优选方案，所述外部控制信号输入电路的外部控制信号经过电阻和滤波电容后接至TLP521光耦的I脚，所述TLP521光耦的2脚接至外部控制信号的公共端，TLP521光耦的3脚接地，TLP521光耦的4脚经过上拉电阻接至5V电源，TLP521光耦的4脚连接至AT89C2051单片机的2脚，用于控制单片机产生晶闸管的触发脉冲；所述AT89C2051单片机电路的的3脚输出一个低电平，并点亮3脚所连接的LED发光二极管，该二极管经过电阻至电源，所述AT89C2051单片机的4脚与5脚接24M的晶振，AT89C2051单片机的I脚接由电阻与电容组成的阻容复位电路产生的上电复位信号，同时AT89C2051单片机的I脚也与所述MAX813L电路的MAX813L复位芯片的7脚相连，AT89C2051单片机的12脚接至MAX813L复位芯片的6脚。作为一种优选方案，所述信号时序处理电路由74HC00、74HC32以及电阻电容组成，所述74HC00的I脚接至AT89C2051单片机的2脚，并将该信号经过电阻与电容阻容滤波后接至74HC00的2脚，74HC00的3脚接至74HC32的I脚和4脚，所述AT89C2051单片机的8脚、9脚所产生的脉冲信号送至74HC32的2脚和5脚，由电阻与电容组成的复位电路的复位信号接至74HC32的12脚和10脚，所述74HC32的3脚接至74HC32的13脚，74HC32的6脚接至74HC32的9脚，74HC32的11脚和8脚分别作为A相和C相的触发信号。作为一种优选方案，所述驱动隔离电路包括CNY17F-2光耦芯片、IRF640器件、隔离驱动变压器及外围电路，将所述信号时序处理电路中74HC32的11脚和8脚分别作为A相和C相的触发信号，该触发信号经过两个CNY17F-2高速光耦隔离后，经由两个MOSFET管(IRF640)作为功率放大器件而产生两个MOSFET的驱动信号，所述IRF640的I脚接经过CNY17F-2高速光耦隔离的驱动信号，IRF640的3脚接至12V的地上，IRF640的2脚接至隔离驱动变压器的原边绕组上，原边绕组的另一端接至12V电源，在原边绕组的两端并联有12V的稳压二极管和1N4007 二极管用于反向续流，所述隔离驱动变压器的的两个副变绕组分别串接有1N4007 二极管，同时将吸收电阻和吸收电容以及反向续流作用的1N4007 二极管并接于输出端，该输出端分别接至晶闸管的门极和阴极；所述C相驱动隔离电路与A相驱动隔离电路相同。作为一种优选方案，所述外围电源电路由LH10-10B12模块电源和IB1205S2W隔离电源模块组成，将A相晶闸管开关的上端和系统零线分别接至LH10-10B12模块电源220V输入端的火线与零线，LH10-10B12输出端会产生12V的电源，同时将12V电源和12V电源的地(AGBD)分别接至IB1205S2W的I脚和2脚，IB1205S2W的6脚和4脚会产生5V的工作电源与5V工作电源的地(GND)，同时为该触发电路提供了 12V和AGND，5V和GND两组工作电源。本技术的有益效果:保证本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶闸管等压投切触发电路，其特征在于：所述的晶闸管等压投切触发电路由过零检测电路（1）、投切控制保护电路（2）、信号时序处理电路（3）、驱动隔离电路（4）以及外围电源电路（5）组成，所述过零检测电路（1）包括A相过零检测电路（1‑1）和C相过零检测电路（1‑2），并连接于投切控制保护电路（2），该投切控制保护电路（2）包括外部控制信号输入电路（2‑1）、AT89C2051单片机电路（2‑2）以及MAX813L电路（2‑3），通过输入外部控制命令，将所述外部控制信号输入电路（2‑1）产生的低电平控制信号和所述过零检测电路（1）产生的过零检测信号传输至所述AT89C2051单片机电路（2‑2），该AT89C2051单片机电路（2‑2）输出两组间隔为160us的高低电平脉冲作为A相和C相晶闸管开关的驱动信号；所述驱动信号传输至连接于投切控制保护电路（2）的信号时序处理电路（3），经过信号时序处理电路（3）进行时序处理后传输至驱动隔离电路（4），并产生A相和C相晶闸管开关驱动触发信号，所述外围电源电路（5）分别连接于投切控制保护电路（2）以及驱动隔离电路（4）。

【技术特征摘要】
1.一种晶闸管等压投切触发电路，其特征在于:所述的晶闸管等压投切触发电路由过零检测电路(I)、投切控制保护电路(2)、信号时序处理电路(3)、驱动隔离电路(4)以及外围电源电路(5)组成，所述过零检测电路(I)包括A相过零检测电路(1-1)和C相过零检测电路(1-2)，并连接于投切控制保护电路(2)，该投切控制保护电路(2)包括外部控制信号输入电路(2-l)、AT89C2051单片机电路(2_2)以及MAX813L电路(2_3)，通过输入外部控制命令，将所述外部控制信号输入电路(2-1)产生的低电平控制信号和所述过零检测电路(I)产生的过零检测信号传输至所述AT89C2051单片机电路(2_2)，该AT89C2051单片机电路(2-2)输出两组间隔为160us的高低电平脉冲作为A相和C相晶闸管开关的驱动信号；所述驱动信号传输至连接于投切控制保护电路(2)的信号时序处理电路(3)，经过信号时序处理电路(3)进行时序处理后传输至驱动隔离电路(4)，并产生A相和C相晶闸管开关驱动触发信号，所述外围电源电路(5)分别连接于投切控制保护电路(2)以及驱动隔离电路(4)。2.根据权利要求1所述的一种晶闸管等压投切触发电路，其特征在于:所述A相过零检测电路(1-1)的一个输入端连接于A相晶闸管开关的上部连接端K2，经过6个电阻串联后与由4个1N4007整流二极管组成整流器的交流输入端Il相连，该整流器的另一个交流输入端12连接于A相晶闸管开关的下部连接端Kl，该整流器的直流输出端Ql、Q2分别连接于M0C8050光电耦合器的I脚和2脚，所述M0C8050光电耦合器的5脚经上拉电阻接至电源正极，M0C8050光电耦合器的4脚接地，所述M0C8050光电耦合器的5脚传输至AT89C2051单片机的12脚及18脚 ；所述C相过零检测电路(1-2)与A相过零检测电路(1-1)的组成相同，C相过零检测电路(1-2)的M0C8050光电耦合器的5脚传输至AT89C2051单片机的13脚及19脚。3.根据权利要求1所述的一种晶闸管等压投切触发电路，其特征在于:所述外部控制信号输入电路(2-1)的外部控制信号经过电阻和滤波电容后接至TLP521光耦的I脚，所述TLP521光耦的2脚接至外部控制信号的公共端，TLP521光耦的3脚接地，TLP521光耦的4脚经过上拉电阻接至5V电源，TLP521光耦的4脚连接至AT89C2051单片机的2脚，用于控制单片机产生晶闸管的触发脉冲；所述AT89C2051单片机电路(2_2)的的3脚输出一个低电平，并点亮3脚所连接的LED发光二极管，该二极管经过电阻至电源，所述AT89C2051单片机的4脚与5脚接24M的晶振，AT89C2051...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁祖军，刘保连，张宇林，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32