一種用于光控晶閘管的觸發(fā)電路制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供一種用于光控晶閘管的觸發(fā)電路，所述觸發(fā)電路包括電源處理回路、光接收回路、檢測(cè)回路、光發(fā)射回路、驅(qū)動(dòng)回路、邏輯回路和激光管串；本實(shí)用新型專利技術(shù)滿足不同種類光控晶閘管的觸發(fā)要求，采用可編程邏輯器件，實(shí)現(xiàn)多種檢測(cè)和觸發(fā)邏輯，功能設(shè)計(jì)靈活，同時(shí)電路具備相當(dāng)高的可靠性和抗干擾性能，電路功耗極低，大大減少了電路的元器件及焊點(diǎn)的數(shù)量，提高了產(chǎn)品的可靠性；該觸發(fā)電路可與ETT閥控系統(tǒng)很好的兼容，減少了研發(fā)的周期及費(fèi)用。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及觸發(fā)電路，具體涉及ー種用于光控晶閘管的觸發(fā)電路。
技術(shù)介紹
光控晶閘管LTT (Light Triggered Thyristor)是在普通的電觸發(fā)晶閘管ETT (Electronic Triggered Thyristor)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的元器件,其電氣性能與ETT完全一致。與普通的ETT—祥，LTT技術(shù)可應(yīng)用于高壓直流輸電系統(tǒng)HVDC (High-voltageDirect Current)和柔性交流輸電系統(tǒng) FACTS (FlexibleAC Transmission Systems)等的晶閘管閥體之中。目前應(yīng)用的電觸發(fā)晶閘管閥體的觸發(fā)電路位于高電位，存在取能、抗干擾、實(shí)時(shí)檢測(cè)、與控制系統(tǒng)的通訊等技術(shù)難點(diǎn)，是晶閘管閥體的最薄弱環(huán)節(jié)。由于LTT內(nèi)部集成了光觸發(fā)和BOD(Breakover Diodes)保護(hù)功能，由于使用了更加先進(jìn)的技術(shù)，使用此類晶閘管構(gòu)成的閥體的用戶在操作維護(hù)方面將更加簡(jiǎn)便，運(yùn)行成本更加低廉。光控晶閘管閥體的觸發(fā)電路則是使用光控晶閘管的核心技木。如圖1，光控晶閘管觸發(fā)電路是連接控制系統(tǒng)及光控晶閘管閥體的中間環(huán)節(jié)，需要接收控制系統(tǒng)發(fā)出的觸發(fā)指令觸發(fā)光控晶閘管，并向控制系統(tǒng)回報(bào)信息，對(duì)光控晶閘管閥體的可靠運(yùn)行至關(guān)重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本技術(shù)提供了一種用于光控晶閘管的觸發(fā)電路，滿足不同種類光控晶閘管的觸發(fā)要求，采用可編程邏輯器件，實(shí)現(xiàn)多種檢測(cè)和觸發(fā)邏輯，功能設(shè)計(jì)靈活，同時(shí)電路具備相當(dāng)高的可靠性和抗干擾性能，電路功耗極低，大大減少了電路的元器件及焊點(diǎn)的數(shù)量，提高了產(chǎn)品的可靠性；該觸發(fā)電路可與ETT閥控系統(tǒng)很好的兼容，減少了研發(fā)的周期及費(fèi)用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采取如下方案:—種用于光控晶閘管的觸發(fā)電路，所述觸發(fā)電路包括電源處理回路、光接收回路、檢測(cè)回路、光發(fā)射回路、驅(qū)動(dòng)回路和激光管串，所述激光管串由激光管和與其并聯(lián)的均壓電阻串聯(lián)組成；所述檢測(cè)回路檢測(cè)電源故障和驅(qū)動(dòng)回路故障，并將故障信息輸入邏輯回路，所述光接收回路設(shè)有兩個(gè)光接收器，其中一個(gè)接收光控晶閘管狀態(tài)檢測(cè)板的光信號(hào)，另ー個(gè)接收控制系統(tǒng)的光信號(hào)，兩者分別將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再分別將電信號(hào)輸入到所述邏輯回路；所述邏輯回路將所述觸發(fā)電路的狀態(tài)信息通過所述光發(fā)射回路回報(bào)給所述控制系統(tǒng)，并發(fā)出觸發(fā)信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)回路，所述驅(qū)動(dòng)回路接收所述觸發(fā)信號(hào)并產(chǎn)生脈沖電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述激光管串，進(jìn)而觸發(fā)所述光控晶閘管，所述電源處理回路為所述觸發(fā)電路提供工作電壓。所述狀態(tài)信息包括所述故障信息和晶閘管狀態(tài)信息，所述故障信息包括所述電源故障信息和驅(qū)動(dòng)回路故障信息。所述電源處理回路通過電源轉(zhuǎn)換得到所述觸發(fā)電路中電源處理回路提供的電壓。所述光接收回路包括兩個(gè)光接收器和反相施密特觸發(fā)器；來自于控制系統(tǒng)的光信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)和供電電源狀態(tài)信息經(jīng)過反相施密特觸發(fā)器后進(jìn)行與邏輯，然后輸入邏輯回路；來自于光控晶閘管狀態(tài)檢測(cè)板的光信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后的得到的電信號(hào)通過反相施密特觸發(fā)器輸入邏輯回路。所述檢測(cè)回路包括電源故障檢測(cè)回路和驅(qū)動(dòng)回路故障檢測(cè)回路。所述電源故障檢測(cè)回路中，供電電源和電源處理回路提供的電壓分別引入電壓比較器U4正管腳，與負(fù)管腳的基準(zhǔn)電壓比較，若電源處理回路出現(xiàn)故障，所述電壓比較器U4的輸出信息輸入所述邏輯回路檢測(cè)所述電源處理回路故障信息。所述驅(qū)動(dòng)回路故障檢測(cè)回路檢測(cè)所述驅(qū)動(dòng)回路中MOSFET柵極及漏極的電壓，所述柵極及漏極的電壓輸入電壓比較器U5的負(fù)管腳與正管腳的電壓比較，若所述柵極及漏極的電壓高于正管腳的電壓VrefO，則表明驅(qū)動(dòng)回路出現(xiàn)故障，所述電壓比較器U5將所述驅(qū)動(dòng)回路故障信息輸入邏輯回路。所述MOSFET為N溝道增強(qiáng)型MOSFET。所述邏輯回路包括可編程邏輯芯片，通過邏輯回路得到觸發(fā)電路的閉鎖エ況、相控觸發(fā)エ況和全導(dǎo)通觸發(fā)エ況。所述驅(qū)動(dòng)回路包括驅(qū)動(dòng)芯片、限壓支路、比較器U7、RC回路和所述M0SFET，所述驅(qū)動(dòng)芯片接收所述觸發(fā)信號(hào)并產(chǎn)生脈沖電流信號(hào)，所述脈沖電流信號(hào)經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)所述M0SFET，脈沖電流經(jīng)所述MOSFET的源極給所述RC回路充電，所述比較器U7的正管腳的電壓升高，比較器U7的正管腳的電壓高于所述比較器U7負(fù)管腳的參考電壓Vrefl時(shí)，所述比較器U7輸出正邏輯，使得所述限壓支路中的三級(jí)管導(dǎo)通，進(jìn)而所述MOSFET柵極的電壓降低。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果在于:I)滿足不同種類光控晶閘管的觸發(fā)要求；2)通過采用可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)了多種檢測(cè)和觸發(fā)邏輯，功能設(shè)計(jì)靈活，大大減少了電路的元器件及焊點(diǎn)的數(shù)量；3)同時(shí)觸發(fā)電路具備相當(dāng)高的可靠性和抗干擾性能，電路功耗極低；4)驅(qū)動(dòng)回路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，所需的元器件數(shù)量少，穩(wěn)定性高；5)與控制系統(tǒng)間的信號(hào)均采用了光纖傳遞，抗干擾能力強(qiáng)；6)該觸發(fā)電路可與ETT閥控系統(tǒng)很好的兼容，減少了研發(fā)的周期及費(fèi)用。附圖說明圖1是用于光控晶閘管的觸發(fā)電路與控制系統(tǒng)和晶閘管閥體的連接示意圖；圖2是用于光控晶閘管的觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)框圖；圖3是用于光控晶閘管的觸發(fā)電路的光接收回路示意圖；圖4是用于光控晶閘管的觸發(fā)電路的光發(fā)射回路不意圖；圖5是用于光控晶閘管的觸發(fā)電路的檢測(cè)回路不意圖；圖6是閉鎖エ況下的控制系統(tǒng)發(fā)送的脈沖編碼示意圖；圖7是相控觸發(fā)エ況下的控制系統(tǒng)發(fā)送的脈沖編碼示意圖；圖8是全導(dǎo)通觸發(fā)エ況下的控制系統(tǒng)發(fā)送的脈沖編碼示意圖；圖9是用于光控晶閘管的觸發(fā)電路的驅(qū)動(dòng)回路不意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。如圖2，一種用于光控晶閘管的觸發(fā)電路，所述觸發(fā)電路包括電源處理回路、光接收回路、檢測(cè)回路、光發(fā)射回路、驅(qū)動(dòng)回路和激光管串，所述激光管串由激光管和與其并聯(lián)的均壓電阻串聯(lián)組成；所述檢測(cè)回路檢測(cè)電源故障和驅(qū)動(dòng)回路故障，并將故障信息輸入邏輯回路，所述光接收回路設(shè)有兩個(gè)光接收器U9和U10，U9接收光控晶閘管狀態(tài)檢測(cè)板的光信號(hào)，UlO接收控制系統(tǒng)的光信號(hào)，兩者分別將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再分別將電信號(hào)輸入到所述邏輯回路；所述邏輯回路將所述觸發(fā)電路的狀態(tài)信息通過所述光發(fā)射回路回報(bào)給所述控制系統(tǒng)，并發(fā)出觸發(fā)信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)回路，所述驅(qū)動(dòng)回路接收所述觸發(fā)信號(hào)并產(chǎn)生脈沖電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述激光管串，進(jìn)而觸發(fā)所述光控晶閘管，所述電源處理回路為所述觸發(fā)電路提供工作電壓。所述狀態(tài)信息包括所述故障信息和晶閘管狀態(tài)信息，所述故障信息包括所述電源故障信息和驅(qū)動(dòng)回路故障信息。所述電源處理回路通過電源轉(zhuǎn)換得到所述觸發(fā)電路中電源處理回路提供的電壓，即15V、5V和3.3V電壓。如圖3，所述光接收回路包括兩個(gè)光接收器U9、U10和反相施密特觸發(fā)器Ull ;來自于控制系統(tǒng)的光信號(hào)經(jīng)光接收器UlO光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)和供電電源VDC狀態(tài)信息經(jīng)過反相施密特觸發(fā)器Ull后進(jìn)行與邏輯，然后輸入邏輯回路；來自于光控晶閘管狀態(tài)檢測(cè)板的光信號(hào)經(jīng)光接收器U9光電轉(zhuǎn)換后的得到的電信號(hào)通過反相施密特觸發(fā)器Ull輸入邏輯回路。將供電電源VDC狀態(tài)信息引入是為了當(dāng)供電電源出現(xiàn)故障時(shí)禁止?fàn)顟B(tài)信息或脈沖指令發(fā)送到邏輯回路。如圖4，所述邏輯回路將所述觸發(fā)電路的狀態(tài)信息經(jīng)光發(fā)射回路的外設(shè)驅(qū)動(dòng)芯片U12輸入到光發(fā)射器U13中，通過光信號(hào)回報(bào)給控制系統(tǒng)。如圖5，所述檢測(cè)回路包括電源故障檢測(cè)回路和驅(qū)動(dòng)回路故障本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于光控晶閘管的觸發(fā)電路，所述觸發(fā)電路包括電源處理回路、光接收回路、檢測(cè)回路、光發(fā)射回路、驅(qū)動(dòng)回路和激光管串，所述激光管串由激光管和與其并聯(lián)的均壓電阻串聯(lián)組成；其特征在于：所述檢測(cè)回路檢測(cè)電源故障和驅(qū)動(dòng)回路故障，并將故障信息輸入邏輯回路，所述光接收回路設(shè)有兩個(gè)光接收器，其中一個(gè)接收光控晶閘管狀態(tài)檢測(cè)板的光信號(hào)，另一個(gè)接收控制系統(tǒng)的光信號(hào)，兩者分別將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再分別將電信號(hào)輸入到所述邏輯回路；所述邏輯回路將所述觸發(fā)電路的狀態(tài)信息通過所述光發(fā)射回路回報(bào)給所述控制系統(tǒng)，并發(fā)出觸發(fā)信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)回路，所述驅(qū)動(dòng)回路接收所述觸發(fā)信號(hào)并產(chǎn)生脈沖電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述激光管串，進(jìn)而觸發(fā)所述光控晶閘管，所述電源處理回路為所述觸發(fā)電路提供工作電壓。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于光控晶閘管的觸發(fā)電路，所述觸發(fā)電路包括電源處理回路、光接收回路、檢測(cè)回路、光發(fā)射回路、驅(qū)動(dòng)回路和激光管串，所述激光管串由激光管和與其并聯(lián)的均壓電阻串聯(lián)組成；其特征在于:所述檢測(cè)回路檢測(cè)電源故障和驅(qū)動(dòng)回路故障，并將故障信息輸入邏輯回路，所述光接收回路設(shè)有兩個(gè)光接收器，其中一個(gè)接收光控晶閘管狀態(tài)檢測(cè)板的光信號(hào)，另ー個(gè)接收控制系統(tǒng)的光信號(hào)，兩者分別將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再分別將電信號(hào)輸入到所述邏輯回路；所述邏輯回路將所述觸發(fā)電路的狀態(tài)信息通過所述光發(fā)射回路回報(bào)給所述控制系統(tǒng)，并發(fā)出觸發(fā)信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)回路，所述驅(qū)動(dòng)回路接收所述觸發(fā)信號(hào)并產(chǎn)生脈沖電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述激光管串，進(jìn)而觸發(fā)所述光控晶閘管，所述電源處理回路為所述觸發(fā)電路提供工作電壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光控晶閘管的觸發(fā)電路，其特征在于:所述電源處理回路通過電源轉(zhuǎn)換得到所述觸發(fā)電路中電源處理回路提供的電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光控晶閘管的觸發(fā)電路，其特征在于:所述光接收回路包括兩個(gè)光接收器和反相施密特觸發(fā)器；來自于控制系統(tǒng)的光信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)和供電電源狀態(tài)信息經(jīng)過反相施密特觸發(fā)器后進(jìn)行與邏輯，然后輸入邏輯回路；來自于光控晶閘管狀態(tài)檢測(cè)板的光信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后的得到的電信號(hào)通過反相施密特觸發(fā)器輸入邏輯回路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光控晶閘管的觸發(fā)電路，其特征在于:所述檢測(cè)回路包括電源故障檢測(cè)回路和驅(qū)動(dòng)回路故障檢測(cè)回路。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于光控晶閘管的觸發(fā)電路，其特征在于:所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：任西周，袁洪亮，趙剛，張雷，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)家電網(wǎng)公司， 國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院， 中電普瑞科技有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：北京;11