专利名称:晶闸管同相触发装置及同相触发方法
本发明与晶闸管触发技术有关。
现有的晶闸管触发技术都是采用异相触发方法来触发，电路大致上是由整流同步、振荡、移相、自动控制、自动保护等基本功能部分组成。它们的典型整流电路方框图如附图4所示。基本工作原理为在同步信号控制下，进行三路移相振荡，在自动或手动的作用下，调整其脉冲信号的频率或前沿，通过输出或功放后，分别触发三个晶闸管，由于存在移相振荡，所以往往是由A相电位触发B相晶闸管，B相电位触发C相晶闸管，C相电位触发A相晶闸管。这种异相触发器结构复杂，成本高，维护困难，对电网造成的谐波成份大、生产中调试复杂，可靠性难于控制。
本发明的目的就是为了改进现有的触发装置存在的不足之处。提供一种结构简单、可靠性高，自动性能好，控制方便简单的触发装置。
图1为本发明所提供的晶闸管同相触发装置的电路方框图和电路原理图。其主要是由三相半控桥、三相全波整流器、检测取样器和移相控制器组成。
晶闸管SCR1、SCR2、SCR3和二极管D1、D2、D3组成主回路半控桥，但也可以组成三相半波桥和三相全控桥。二极管D1、D2、D3和二极管D4、D5、D6组成三相全波整流器，该整流器的输出电流作为触发装置的工作电流，其输出电压的波形与主回路波形一一对应，此电压既作触发装置的工作电源，又作触发装置移相信号源，如主回路的输出电压较高，则需另加一绕组或变压器，以获得合适的触发电压值。
检测取样器由二极管D7、D8、D9、D10、电阻R1、R2、R3、R4及稳压管CW1、CW2、CW3、CW4组成。见附图2，它是由二极管组成的或门电路，只要a、b、c、d端有一个信号输入，或门电路P端便有一个输出信号，当a、b、c、d端有二个以上信号输入，P的输出以输入信号最大者的幅度为准，并且不存在信号间的串扰，改变R1、R2、R3、R4的数值，可调节P的输出幅度。由于触发器的控制是直流信号，其多路控制不会出现互窜干扰，检测取样器的取样回路不只限于四路取样，根据实际情况，可多可少。因此，同相触发电路有很强的输入兼容性。
移相控制器是三极管BG1组成的受控放大电路和由BG2组成的射极输出电路以及附属器件电阻R5、R6，二极管D11、D12、D13组成。受控放大电路也可以由二个三极管组成。可以根据电路的不同要求，增加或减少移相控制器的附属器件。
现结合附图1对本发明作出进一步说明D1的阴极与SCR1的阳极串接，D2的阴极与SCR2的阳极串接，D3的阴极与SCR3的阳极串接，然后并联后组成主回路半控桥。SCR1、SCR2、SCR3的控制极并接后与BG2的发射极相接，阴极并接后作为电路输出端的正极，D1、D2、D3的阳极并接后作为电路输出端的负极。三相变压器B的次极依次分别接在D1、D2、D3的阴极与SCR1、SCR2、SCR3的阳极之间，然后依次分别与D4、D5、D6的阳极相接。D4、D5、D6的阴极并接后与BG2的集电极相接。R1、DW1、D7串接，R2、DW2、D8串接，R3、DW3、D9串接，R4、DW4、D10串接，然后D7、D8、D9、D10的阴极并接后与BG1的基极相接。BG1的极电极与BG2的基极相接，其接点2与接点1之间接有电阻R5。在BG1的发射极与电路输出端的负极之间串接有D11、D12、D13、BG2的发射极与电路输出端负极之间接有电阻R6。
本发明所提供的触发移相过程是由D1、D2、D3、D4、D5、D6所组成的三相全波整流器的整流脉动直流电压通过BG2直接去触发三个可控硅，它的触发方式不是按照已有的传统异相触发方式进行，而是按照同相触发的方式进行。即A相波形触发A相可控硅;B相波形触发B相可控硅;C相波形触发C相可控硅的同相触发方式进行。通过改变BG1的电压，便可改变BG2的输出电压幅值，通过幅值的改变，便可实现三相电路为60°、单相电路为90°移相的目的。
本发明所提供的RCR同相触发装置，具有自动调节和自动保护功能。电路中的移相由于是BG1集电极电位控制，增加或减少这个电位，便可改变可控硅回路的输出电压，当BG1射极电压恒定，而且在其基极接入负反馈，便可完成自动调节功能。当电路中a、b、c、d输入端一旦有某种过载或故障发生时，检测取样电路便可输出一个过载保护信号，这个信号幅值的大小，直接决定BG1的放大状态及关断，当过载信号足够大时，触发信号被切断，可控硅在自动过零点被关闭，完成自动保护。
本发明所提供的晶闸管同相触发装置有以下几个特点1、晶闸管的无谐波控制，只要在触发器的输入端输入一个一定幅度的方波，使触发器的输出为零，就可以方便地在一定时间关断晶闸管，撤掉这个方波，SCR输出马上恢复，控制这个方波的宽度，便可实现无谐波的电压调节。
2、没有振荡器，同相触发的方式是改变触发信号的前沿来达到控制触发的目的，所以没有扳荡器与附属的放大整形电路，其环境温度范围一般可在-55℃～90℃。特殊设计可达-80℃～140℃。
3、理想的信号源，由于晶闸管同相触发装置的输出信号直接来自全波整流器，只要变压器付边电压或BG2的功率容量合适，其输出信号幅度对于各种SCR都适用，从1A～1000A，其设计方案不需改变，由于整流控制触发回路的内阻很小，对于SCR的门极触发来讲，可近似认为是理想的信号源。
4、通用性，由于同相触发方式不是建立在振荡移相上，同相触发的电路通用于三相与单相的多种桥式半控整流电路。只是单相电路的移相角稍大。单相电路的晶闸管同相触发装置的电路原理图见图3。由二极管D和晶闸管SCR组成主回路可以是单相半控桥或者是单相半波桥。或者是单相全波桥。其检测取样器和移相控制器的电路和三相电路的晶闸管同相触发装置一样。由于SCR同相触发装置有着理想信号源的输出特性，有着单相、三相电路的通用性，有着简单的结构及完善的功能、并控制简单，可以设计封装成相当于厚膜集成电路形式的通用标准型触发器，也可设计成薄膜集成电路形式。
本发明所提供的晶闸管同相触发装置与某些传统的触发装置比较，它的器件数少了80%左右，可靠度提高1倍至4个数量极，体积减少99%，而且能适应一般触发电路不能适应的高劣化环境。它可以和各种三相、单相整流、逆变电路联合工作，控制三相、单相全波整流或控制移相，达到改变输出电压的目的，还可作为各种三相或单相用电器的自保装置，以达到在发生故障情况下保护用电器的目的。本发明还可用于各种运载型机动车辆的发电机调节器，达到控制调节发电机输出的目的。
权利要求
1.一种晶闸管同相触发装置，其特征是该装置由以下几个部分组成一个由D1的阴极与SCR1的阳极串接、D2的阴极与SCR2的阳极串接、D3的阴极与SCR3的阳极串接，然后并联后组成的主回路半控桥，SCR1、SCR2、SCR3的控制极并接后与BG2的发射极相接，SCR1、SCR2、SCR3的阴极并接后作为电路输出端的正极，D1、D2、D3的阳极并接后作为电路输出端的负极；一个由D1、D2、D3和D4、D5、D6组成的既作触发装置工作电源，又作触发装置移相信号源的三相全波整流器，D4、D5、D6的阳极依次接在D1、D2、D3的阴极与SCR1、SCR2、SCR3的阳极之间，然后依次分别与变压器B的次极相接，D4、D5、D6的阴极并接后与BG2的集电极相接；一个由R1、DW1、D7串接，R2、DW2、D8串接，R3、DW3、D9串接，R4、DW4、D10串接组成的输入兼容性很强的四路检测取样器，D7、D8、D9、D10的阴极并接后与BG1的基极相接；一个由BG1受控放大器和BG2射极输出器及串接在BG1的发射极与输出端负极之间的D11、D12、D13和接在接点1、2之间的电阻R5、接在BG2发射极和电路输出端正极之间的电阻R6所组成的移相控制器。
2.一种如权利要求
1所述的晶闸管同相触发装置，其特征是由二极管D和晶闸管SCR组成的主回路可以是三相半控桥、或者是三相半波桥、或者是三相全波桥，也可以是单相半控桥、或者是单相半波桥、或者是单相全控桥。
3.一种如权利要求
1或2所述的晶闸管同相触发装置，其特征是由R、DW、D串接组成的检测取样器的取样回路可以少于四路取样回路，也可以多于四路取样回路。
4.一种晶闸管同相触发方法，其特征是三相全波整流器的整流脉动直流电压通过BG2直接去触发三个可控硅，晶闸管触发方式是按照A相波形触发A相可控硅、B相波形触发B相可控硅、C相波形触发C相可控硅的同相触发方法触发可控硅，其移相范围三相电路为60度、单相电路为90度。
专利摘要
本发明提供了一种晶闸管同相触发装置和同相触发方法。这种触发装置在设计上将同步、电源、触发、移相、自动控制等化为一体，因此电路结构简单，触发方式是按照A相波形触发A相可控硅，B相波形触发B相可控硅，C相波形触发C相可控硅的同相触发原理进行。电路的通用性好，可用于各种三相和单相整流、逆变电路，以达到控制、调节输出电压的目的。该装置可作为各种三相或单相用电器的自保装置。以达到在发生故障的情况下保护用电器的目的。
文档编号H02M1/06GK87102014SQ87102014
公开日1988年10月26日 申请日期1987年4月11日
发明者周鹏 申请人:湖南衡阳市半导体厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan