一种用于中高压静止无功补偿的晶闸管光纤触发电路的制作方法

本实用新型涉及一种晶闸管触发电路，尤其是一种用于中高压静止无功补偿的晶闸管光纤触发电路。

背景技术：

为了实现精确、快速的稳定控制，核心功率器件的同步触发技术是十分重要的。然而，传统的触发电路由于电气隔离问题不能很好地应用于中高压系统。目前，静止无功补偿技术应用于中高压系统时，其核心功率器件(晶闸管)一般采用串联分压技术组成晶闸管阀组接入系统，而其触发控制系统属于低压弱电系统，必须通过高低压电气隔离技术实现触发脉冲信号的长距离传输，解决高低压电气隔离和电磁干扰问题。

国家知识产权局于2014年1月8日授权公告的实用新型专利CN203387191U《用于高压无功补偿装置的高位取能与光纤触发系统》就公开了一种用于中高压静止无功补偿的晶闸管光纤触发电路，但是其中的高位取能电路存在不能保证充电电源在正负半波都可靠工作的问题，因为晶闸管处于导通状态时，其两端电压只有2V左右，无法继续给电容充电，影响了光纤接收器和脉冲放大电路供电稳定性，进而影响了整个晶闸管光纤触发电路的稳定性。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种用于中高压静止无功补偿的晶闸管光纤触发电路。

一种用于中高压静止无功补偿的晶闸管光纤触发电路，包括过零检测电路、数字信号处理器、光纤传输电路、高位取能电路和脉冲放大电路，所述光纤传输电路包括光纤发送器、光纤接收器，以及连接所述光纤发送器和所述光纤接收器的光纤；所述过零检测电路和所述高位取能电路输入端均分别连接晶闸管阀组两端，所述过零检测电路输出端连接所述数字信号处理器，所述数字信号处理器连接所述光纤发送器，所述光纤接收器连接所述脉冲放大电路，所述脉冲放大电路连接所述晶闸管阀组控制端，所述高位取能电路输出端连接所述光纤接收器和所述脉冲放大电路供电端；所述高位取能电路包括正负两路充电电路，所述正、负充电电路包括主晶闸管，与所述主晶闸管并联的RC阻容吸收电路和充电电容，所述RC阻容吸收电路包括串联的阻容吸收电阻和阻容吸收电容，所述RC阻容吸收电路与所述充电电容串联后并联在所述主晶闸管两端，所述充电电容并联有第一、第二极性保护二极管，所述第一极性保护二极管负极连接所述充电电容负向输出端，其正极连接所述第二极性保护二极管的负极，所述第二极性保护二极管的正极连接所述充电电容正向输出端，所述RC阻容吸收电路连接于所述第一极性保护二极管正极；所述第一极性保护二极管并联有电压维持电路，所述电压维持电路包括维持晶闸管、第一维持电阻、第二维持电阻、维持电容和稳压二极管，所述维持晶闸管与所述第一极性保护二极管并联，其控制端通过所述第一维持电阻、并联后的所述维持电容和所述第二维持电阻连接至所述充电电容负向输出端，所述第二维持电阻通过所述稳压二极管连接至所述第二极性保护二极管的负极。

进一步的，所述过零检测电路主要包括两个限流电阻、两个二极管反向并联组成的限压元件、电压比较器和隔离光耦，所述两个限流电阻分别连接所述电压比较器的正向输入端和负向输入端，所述限压元件两端分别连接所述电压比较器的正向输入端和负向输入端，所述电压比较器输出端连接所述隔离光耦的输入端，所述隔离光耦输入端接入所述数字信号处理器。

更进一步的，所述电压比较器采用LM358，并采用电源模块为其提供±12V电压；所述隔离光耦采用DSP电源为其提供+3.3V电压。

进一步的，所述脉冲放大电路主要包括控制光耦、控制三极管、RC滤波电路，所述光纤接收器输出端连接所述控制光耦负向输入端，所述控制光耦正向输入端连接高位取能电路正向输出端，所述控制三极管集电极连接+12V，其基极通过电阻连接所述控制光耦负向输出端，所述光耦正向输出端连接+12V，所述控制三极管发射极连接RC滤波电路，所述RC滤波电阻连接主晶闸管的控制端。

本实用新型的有益效果：改进后的高位取能电路，采用正负两路充电电路，省去电流互感器，降低触发电路成本。当主晶闸管处于正向阻断时，电路通过RC阻容吸收电路和第二极性保护二极管向充电电容充电，当充电电容电压超过稳压二极管的限压值，稳压二极管就会击穿，触发维持晶闸管导通，从而在主晶闸管处于正向导通状态时，维持充电电压两端电压，不至于影响光纤接收器和脉冲放大电路的正常供电。

附图说明

图1为本实用新型主要电路组成示意图；

图2为充电电路示意图；

图3为过零检测电路示意图；

图4为脉冲放大电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

实施例1

一种用于中高压静止无功补偿的晶闸管光纤触发电路，如图1所示，包括过零检测电路、数字信号处理器、光纤传输电路、高位取能电路和脉冲放大电路，所述光纤传输电路包括光纤发送器、光纤接收器，以及连接所述光纤发送器和所述光纤接收器的光纤；所述过零检测电路和所述高位取能电路输入端均分别连接晶闸管阀组两端，所述过零检测电路输出端连接所述数字信号处理器，所述数字信号处理器连接所述光纤发送器，所述光纤接收器连接所述脉冲放大电路，所述脉冲放大电路连接所述晶闸管阀组控制端，所述高位取能电路输出端连接所述光纤接收器和所述脉冲放大电路供电端。

所述高位取能电路包括正负两路充电电路，所述正、负充电电路包括主晶闸管V_TH1，与所述主晶闸管V_TH1并联的RC阻容吸收电路和充电电容C₁，所述RC阻容吸收电路包括串联的阻容吸收电阻R_g和阻容吸收电容C_g，所述RC阻容吸收电路与所述充电电容C₁串联后并联在所述主晶闸管V_TH1两端，所述充电电容C₁并联有第一、第二极性保护二极管，所述第一极性保护二极管V_D1负极连接所述充电电容C₁负向输出端，其正极连接所述第二极性保护二极管V_D2的负极，所述第二极性保护二极管V_D2的正极连接所述充电电容C₁正向输出端，所述RC阻容吸收电路连接于所述第一极性保护二极管V_D1正极；所述第一极性保护二极管V_D1并联有电压维持电路，所述电压维持电路包括维持晶闸管V_TH2、第一维持电阻R₁、第二维持电阻R₂、维持电容C₂和稳压二极管V_D3，所述维持晶闸管V_TH2与所述第一极性保护二极管V_D1并联，其控制端通过所述第一维持电阻R₁、并联后的所述维持电容C₂和所述第二维持电阻V_D2连接至所述充电电容C₁负向输出端，所述第二维持电阻R₂通过所述稳压二极管V_D3连接至所述第二极性保护二极管V_D2的负极。图2给出了承受正向电压晶闸管的充电电路。

改进后的高位取能电路，采用正负两路充电电路，省去电流互感器，降低触发电路成本。当主晶闸管V_TH1处于正向阻断时，电路通过RC阻容吸收电路和第二极性保护二极管V_D2向充电电容C₁充电，当充电电容C₁电压超过稳压二极管V_D3的限压值，稳压二极管V_D3就会击穿，触发维持晶闸管V_TH2导通，从而在主晶闸管V_TH1处于正向导通状态时，维持充电电压C₁两端电压，不至于影响光纤接收器和脉冲放大电路的正常供电。

所述过零检测电路，如图3所示，主要包括两个限流电阻R₃、R₄，二极管V_D4、V_D5反向并联组成的限压元件、电压比较器和隔离光耦，所述两个限流电阻分别连接所述电压比较器的正向输入端和负向输入端，所述限压元件两端分别连接所述电压比较器的正向输入端和负向输入端，所述电压比较器输出端连接所述隔离光耦的输入端，所述隔离光耦输入端接入所述数字信号处理器；所述电压比较器采用LM358，并采用电源模块为其提供±12V电压；所述隔离光耦采用DSP电源为其提供+3.3V电压。

二极管V_D4、V_D5反向并联组成的限压元件可以限制电压比较器的输入电压不大于1V，光耦起到隔离模拟电路和数字电路(即数字信号处理器DSP)的目的。

所述脉冲放大电路，如图4所示，主要包括控制光耦、控制三极管V_T、RC滤波电路，所述光纤接收器输出端连接所述控制光耦负向输入端，所述控制光耦正向输入端通过电阻R₉连接高位取能电路正向输出端，所述控制三极管V_T集电极通过电阻R₁₀连接+12V，其基极通过电阻R₁₁连接所述控制光耦负向输出端，所述控制光耦正向输出端通过电阻R₁₀连接+12V，所述控制三极管V_T发射极连接RC滤波电路，所述RC滤波电阻连接主晶闸管V_TH1的控制端，所述RC滤波电路由电阻R₁₂和电容C₃并联组成。

光纤接收器输出端，在其不导通时输出高电平，在其导通时输出低电平，从而调节控制光耦的开断。为了使得晶闸管快速可靠导通，驱动电流要大一些，一般为门极触发电流的几倍到十几倍。当RC滤波电路的电容C₃小一些时，触发脉冲的上升时间可以相应减小。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。