專利名稱：晶閘管交交變頻器的全關斷檢測電路的制作方法
晶閘管交交變頻器的全關斷檢測電路本發(fā)明屬于變頻系統(tǒng)晶閘管技術領域，特別是提供了一種晶閘管交交變頻器的 全關斷檢測電路。用于基于邏輯無環(huán)流的交交變頻。
背景技術：
交交變頻系統(tǒng)分為有環(huán)流和無環(huán)流兩大類，為了防止發(fā)生電源短接的事故，一 般釆用邏輯無環(huán)流控制?；谶壿嫙o環(huán)流控制的交交變頻系統(tǒng)的一個主回路橋的正 反組交接時會出現(xiàn)一段無環(huán)流的死區(qū)時間，為了減小這段死時對電機負載的影響， 死區(qū)時間要盡量的小，為了做到這一點，必須及時而準確地檢測出主電路中的零電 流信號。本電路設計就是用于滿足這種需要的。交交變頻系統(tǒng)的零電流檢測有兩種檢測方式， 一種是直接測量主電路中的電流， 將測量值與一基準值比較，若測量值持續(xù)低于基準值一定時間，則認為電流為零， 可以進行正反組交接。另一種是通過檢測晶閘管兩端電壓來進行邏輯判斷，即晶閘 管的全關斷檢測，當晶閘管兩端有電壓時認為晶閘管關斷，否則視為導通，故當檢測到6個橋臂均有電壓時，認為主電路中已沒有電流，可以進行正反組交接。前一 種方式不夠快速，導致無環(huán)流死時太長，對負載影響較大。故本電路采用后一種方 式進行檢測，這種方式的無環(huán)流死時很小，能滿足交交變頻的要求。 發(fā)明內容本電路分為電壓檢測電路和邏輯判斷電路。當主電路每相變流橋的一個橋臂是 兩個晶閘管正反并聯(lián)時，每相需6個上述的電壓檢測電路和邏輯電路L1，若橋臂上 是l對以上的晶閘管串聯(lián)時，則電壓檢測電路和邏輯電路L1應相應增加，但每相只 需2個上述的與非門和1個邏輯電路L2，只是與非門輸入端的數(shù)目應相應增加。以 下以一對正反并聯(lián)的晶閘管為例介紹本電路的工作原理。1.電壓檢測電路實現(xiàn)對晶閘管兩端電壓的檢測。穩(wěn)壓儲能電路如圖l。 取電源電路中的R1、 R2為分壓電阻，晶閘管兩端的大部分電壓都加在這兩個電 阻上。之后，經D1 D4組成的整流橋將取自晶閘管兩端的交流電整成直流電，R3 為該電壓提供一電流通路。然后將該直流電壓送入穩(wěn)壓儲能電路，由穩(wěn)壓儲能電路 輸出穩(wěn)定直流電壓。在正常工作狀態(tài)下，當晶閘管阻斷時，其兩端存在高電壓，經 整流后能獲得較高的直流電壓，此時穩(wěn)壓儲能電路中的D5、 Ql導通，D7被反向擊 穿，從而C1被充電，Cl同時兼具濾波作用，能通過D6輸出較穩(wěn)定的直流電壓。 電壓整形與電氣隔離電路中，由R4、 R5對穩(wěn)壓儲能電路輸出的直流電壓進行分壓， 為U1A提供同相端輸入。由于R3兩端電壓大于R5兩端電壓，運放U1A輸出低電 壓，此時U2中的二極管有電流通過，發(fā)光，其中R6為一限流電阻，光敏晶體管導 通，R7中有電流流過，則運放U1B的反相輸入端為高電壓，大于同相端電壓，其同 相輸入端電壓是由R8、 R9對電源電壓分壓而獲得的，U1B的輸出為低電壓，即電壓 檢測信號為低電平；當晶閘管導通時，其兩端電壓為零，使得R3兩端電壓為零，此
前C1已被充電，使得穩(wěn)壓儲能電路的輸出電壓保持穩(wěn)定，那么此時運放U1A輸出高電壓，此時U2中的二極管無電流通過，不發(fā)光，則運放U1B的反相輸入端為低 電壓，小于同相端電壓，U1B的輸出為高電壓，即電壓檢測信號為高電平。
2. 晶閘管阻斷時兩端為交流電壓，那么必然會有過零的時候，在零點附近經整 流后的直流電壓為零或很小，小于穩(wěn)壓儲能電路的輸出電壓，這時U1A輸出高電壓， 和晶閘管導通時的輸出相同，這樣便會誤認為此時晶閘管導通。為了識別這種情況 設計了邏輯電路L1，該電路的輸出信號即為晶閘管的通斷信號，它利用觸發(fā)信號將 電壓檢測信號中的過零點信號識別出來，并轉換為阻斷信號。邏輯電路L1的工作邏 輯為當電壓檢測信號為低電平時，輸出高電平信號；當電壓檢測信號為高電平， 且有觸發(fā)信號(無論是T1還是T2)時，輸出低電平信號；其它情況下維持輸出信號不變即可。
3. 與非門F的作用是當主電路未通電時，為防止出現(xiàn)錯誤的邏輯信號，通過與 非門F輸出一信號到邏輯電路L2;與非門L的作用是匯集一相所有的晶閘管通斷信 號，當所有的晶閘管通斷信號均為高電平時，則輸出全關斷信號到邏輯電路L2。
4. 邏輯電路L2的作用是對兩個與非門的輸出信號進行處理。其工作邏輯為當 主電路未通電或有全關斷信號時，輸出全關斷信號到控制系統(tǒng)，否則輸出有電流信 號到控制系統(tǒng)。本電路的優(yōu)點在于其能快速準確地給出主電路的零電流信息，可大為縮短正反 組交接時的無環(huán)流死時，減小其對電機負載的不利影響。


圖1為穩(wěn)壓儲能電路。
圖2為電路全圖。
具體實施例方式
每相6個變流橋臂所需的電壓檢測電路按高低壓隔離設計在兩塊電路板上，其 它邏輯電路設計在低壓部分的電路板上。
從晶閘管兩端取的電壓輸入給高壓部分的電路板。取電源電路中的Rl、 R2起分 壓作用，D1 D4組成的整流橋將取自晶閘管兩端的交流電整成直流電，R3為該電 壓提供一電流通路。然后將該直流電壓送入穩(wěn)壓儲能電路，由穩(wěn)壓儲能電路輸出穩(wěn) 定直流電壓。在正常工作狀態(tài)下，當晶閘管阻斷時，其兩端存在高電壓，經整流后 能獲得較高的直流電壓，此時穩(wěn)壓儲能電路中的D5、 Ql導通，D7被反向擊穿，從 而C1被充電，Cl同時兼具濾波作用，能通過D6輸出較穩(wěn)定的直流電壓。電壓整 形與電氣隔離電路中，由R4、 R5對穩(wěn)壓儲能電路輸出的直流電壓進行分壓，為U1A 提供同相端輸入。由于R3兩端電壓大于R5兩端電壓，運放U1A輸出低電壓，此時 U2中的二極管有電流通過，發(fā)光，其中R6為一限流電阻。這一光信號送往低壓部 分電路板，從而光敏晶體管導通，R7中有電流流過，則運放U1B的反相輸入端為高 電壓，大于同相端電壓，其同相輸入端電壓是由R8、 R9對電源電壓分壓而獲得的，U1B的輸出為低電壓，即電壓檢測信號為低電平；當晶閘管導通時，其兩端電壓為 零，使得R3兩端電壓為零，此前C1已被充電，使得穩(wěn)壓儲能電路的輸出電壓保持 穩(wěn)定，那么此時運放U1A輸出高電壓，此時U2中的二極管無電流通過，不發(fā)光， 則運放U1B的反相輸入端為低電壓，小于同相端電壓，U1B的輸出為高電壓，即電 壓檢測信號為高電平。電壓檢測信號送往與非門F和邏輯電路Ll,同時作為邏輯電路Ll輸入的還有觸發(fā)信 號T1和觸發(fā)信號T2，邏輯電路L1的作用是為了識別交流電壓過零點和無電壓狀態(tài)， 其工作邏輯為當電壓檢測信號為低電平時，輸出高電平信號；當電壓檢測信號為 高電平，且有觸發(fā)信號(無論是T1還是T2)時，輸出低電平信號；其它情況下維持 輸出信號不變即可。當主電路未通電時，為防止出現(xiàn)錯誤的邏輯信號，通過與非門F 輸出一信號到邏輯電路L2，與非門L匯集一相所有的晶閘管通斷信號，當所有的晶 閘管通斷信號均為高電平時，則輸出全關斷信號到邏輯電路L2。邏輯電路L2的工作 邏輯為當主電路未通電或有全關斷信號時，輸出全關斷信號到控制系統(tǒng)，否則輸 出有電流信號到控制系統(tǒng)。
權利要求
1、一個晶閘管交交變頻器的全關斷檢測電路，其特征在于，包括電壓檢測電路和邏輯判斷電路；其中，電壓檢測電路包括取電源電路和電壓整形與電氣隔離電路。取電源電路的輸入為晶閘管的端電壓，端電壓經二極管整流后的電壓作為運放U1A的一個輸入和穩(wěn)壓儲能電路的輸入；穩(wěn)壓儲能電路的輸出為運放U1A提供電源和另一個輸入；運放U1A的輸出驅動光耦而進行電壓整形與電氣隔離；光耦的輸出和外部電源的分壓作為運放U1B的兩個輸入；運放U1B的輸出即為電壓檢測信號，該信號送到邏輯判斷電路，由邏輯判斷電路輸出全關斷檢測信號。
2、 按照權利要求l所述的電路，其特征在于，取電源電路由電阻R1、 R2、 R3， 二極管D1、 D2、 D3、 D4和一個穩(wěn)壓儲能電路組成；Rl—端接輸入，另一端接Dl陽 極和D3陰極；R2—端接輸入，另一端接D2陽極和D4陰極；Dl、 D2陰極接U1A的 反相端，穩(wěn)壓儲能電路的P2端和R3的一端；R3的另一端，D3、 D4的陽極，穩(wěn)壓儲 能電路的Pl端和U1A的GND端一起接地El。
3、 按照權利要求1所述的電路，其特征在于，穩(wěn)壓儲能電路由電容C1， 二極管D5、 D6，穩(wěn)壓管D7和三極管Q1組成；D5陽極接P2端；D5陰極，Ql 發(fā)射極和D6陰極一起接P3端；Q1基極接D7陰極；Q1集電極接D6陽極和C1 的一端；C1的另一端和D7陽極一起接P1端。
4、 按照權利要求l所述的電路，其特征在于，電壓整形與電氣隔離 電路由電阻R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9，運算放大器U1A、 U1B和光耦U2組 成；R5的一端和U1A的GND端一起接地E1; R5的另 一端接U1A的同相端和R4 的一端；R4的另一端，U1A的VDD端和R6的一端一起接穩(wěn)壓儲能電路的P3 端；R6的另一端接U2中的發(fā)光二極管的陽極；U1A的反相端接穩(wěn)壓儲能電 路的P2端，輸出端接U2中的發(fā)光二極管的陰極；R8—端，U2中的光敏晶 體管的集電極和U1B的VDD端接直流電源正極端；R8的另一端，U1B的同相 端接R9的一端；R9的另一端，U1B的GND端，R7的 一 端和直流電源的負極 端一起接地E2; R7的另一端接U2中的光敏晶體管的發(fā)射極和U1B的反相 端；U1B的輸出為電壓檢測信號。
5、 按照權利要求l所述的電路，其特征在于，邏輯判斷電路包括邏輯電路L1 、 L2和兩個與非門，每一對正反并聯(lián)的晶閘管對應有一個邏輯電路Ll和一個電壓檢測 電路；每一相變流橋對應有兩個與非門和一個邏輯電路L2;邏輯電路L1的輸入為電 壓檢測信號和對應兩個晶閘管的觸發(fā)信號，輸出為晶閘管的通斷信號；與非門F的 輸入為6個電壓檢測信號，輸出送到邏輯電路L2;與非門L的輸入為6個通斷信號， 輸出送到邏輯電路L2;邏輯電路L2的輸出即為全關斷檢測信號。
全文摘要
一種交交變頻系統(tǒng)晶閘管的全關斷檢測電路，屬于晶閘管變頻技術。由電壓檢測電路和邏輯判斷電路組成；其中，電壓檢測電路的輸入為晶閘管的端電壓，輸出信號送到邏輯判斷電路，由邏輯判斷電路輸出全關斷檢測信號。電壓檢測電路實現(xiàn)對晶閘管兩端電壓的檢測，邏輯判斷電路利用觸發(fā)信號和電壓檢測信號做出邏輯判斷，給出晶閘管的通斷信號。優(yōu)點在于，能快速準確地給出主電路的零電流信息，可大為縮短正反組交接時的無環(huán)流死時，減小其對電機負載的不利影響。
文檔編號G01R31/00GK101210949SQ20071030394
公開日2008年7月2日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權日2007年12月21日
發(fā)明者山 何, 朱春毅, 李向欣, 李崇堅 申請人:北京金自天正智能控制股份有限公司