CN1291817B - 具有负阻特性的晶闸管跨接器触发电路 - Google Patents

Abstract

本发明是一种晶闸管跨接器触发电路，由电压检测回路和电流驱动回路组成。前一回路为电阻(R₁、R₂)分压器，电阻(R₂)上的电压(U_B0)取为检测电压。后一回路的核心是一个与光电隔离器发光体串联的稳压管(V₁)和一个与稳压管(V₁)并联的同一光电隔离器(V₂)三极管部分构成的反馈回路。在电压(U_B0)大于稳压管(V₁)稳压值时，它能使驱动电流(I₃)迅速增大，电压(U_B0)、驱动电流(I₃)呈现负阻特性。因此本发明阀值触通重复性好、工作可靠，在工作范围内阀值基本不受晶闸管触发参数和环境温度的影响。

Description

具有负阻特性的晶闸管跨接器触发电路

技术领域

本发明涉及一种具有负阻特性的晶闸管跨接器触发电路，属电子技术领域。

背景技术

晶闸管跨接器广泛应用于同步发电机和同步电动机的转子过电压保护。跨接器由晶闸管和耗能器件组成。当转子过电压幅值大于设定的阀值时，跨接器触发电路使该晶闸管导通，将耗能器件并入转子回路，从而达到限制过电压幅值的目的。对这种触发电路，要求结线简单，工作可靠，阀值触通重复性好，动作值尽可能不受晶闸管触发参数的影响。已有的跨接器触发电路常采用图1所示的简单触发电路。这种电路提供的驱动电流是连续缓慢变化的，因此晶闸管触通时的电压阀值，会受到晶闸管参数(触发电流)和环境温度影响。如触发电流分别是20mA和100mA的两个晶闸管，对于同一个触发电路，它们的电压阀值就有明显的差别，同一个晶闸管冬天和夏天电压阀值也有差别。这类触发电路也有的内部使用小电流晶闸管，但其抗干扰较差，动作正确性也同样受小电流晶闸管触发参数影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有负阻特性，工作可靠，阀值触通重复性好，在工作范围内电压阀值基本不受晶闸管参数影响的晶闸管跨接器触发电路。

本发明提供的晶闸管跨接器触发电路电路图2，包括电压检测回路和SCR电流驱动回路。电压检测回路ABO由电阻R1、R2组成，U_AO为被监视电压，分压值U_BO为检测电压。电流驱动回路BGKO由稳电压管V₁、光电隔器V₂、二极管D₁、D₂、D₃、电阻R₄、R₅及晶闸管SCR的控制极G-阴极K之间电阻组成。从BO端往里看的输入等效电阻为R₃。光电隔器V₂的三极管并联于稳电压管V₁两端，而光电隔器V₂的发光二极管串在驱动电流回路中，在二极管D₁和二极管D₂未箝位之前光电隔器V₂发光管是驱动电流的主要通道，箝位后绝大部分驱动电流从二极管D₁、D₂流过。其工作原理如下：检测电压U_BO以SCR触通为条件的下限值即为跨接器的电压阀值。当检测电压U_BO未达到(小于)电压阀值时，稳压管V₁处于阻断状态，驱动电流I₃＝0。当检测电压U_BO开始大于阀值时，稳压管导通，I₃通过光电隔离器V₂使稳压管V₁两端短接，从而加速I₃迅速增大，使SCR可靠导通。只要SCR的触发电流在电路所能提供的电流范围内，其阀值基本上由稳压管稳压值决定，而与SCR的触发参数无关。图2中并接在光电隔器V₂发光管两端的串联二极管D₁、D₂是为了限制光电隔离器发光管的电流。并联在光电隔器V₂发光管两端的R₄给予稳压管V₁一个漏电通道，以免引误。二极管D₃用以防止反向电压损害光电隔离器，光电隔器V₂应为达林顿光电隔离器。进一步分析可知，图2中点划线内电路输入等效电阻可视作第三电阻R₃，在检测电压U_BO小于或等于阀值V₁阻断时，电阻R₃阻值为无穷大。在检测电压U_BO开始大于阀值后，基本由SCR控制极输入电阻决定(一般为10欧左右)。在过压保护的实际电路中，电阻R₂阻值远比电阻R₁小，因此上两种情况均能使R₁＞＞(R₂//R₃)得以满足，故I₁＝U_AO/[R₁+(R₂//R₃)]≈U_AO/R₁………式①。这就是说，可以把I₁近似地看作是一个电流源，其电流值与过电压幅值成正比。又I₁＝I₂+I₃………式②。假设稳压管V₁稳压值为15V，SCR触发电压为2V(稳压特性)，R₂＝100Ω，这时的电压阀值大约为19V。由①、②式可知，当U_BO≤19V时，稳压管V₁相当于开路，I₁＝I₂＝19/0.1＝190(mA)，I₃＝0。当U_BO＞19V且使光电隔器动作之后，U_BO从容19V降到4V，此时I₂＝4/0.1＝40(mA)，I₃＝I₁-I₂＝190-40＝150(mA)。将以上结果画成图3示的U_BO-I₃伏安特性曲线，呈现的说是负阻特性。

本发明的优点：1.触发电路工作可靠，阀值触通重复性好。2.具有负阻特性，在一定范围内电压阀值基本不受晶闸管参数和环境温度的影响。

附图说明

图1-简单触发电路。

图2-本发明触发电路原理电路图。

图3-U_BO-I₃负阻特性曲线图。

具体实施方式

实施例：U_AO为被监视的过电压。将电阻R₁、R₂串联后跨接AO上。从二电阻的接点B和参考零电平O点送出检测电压，这是第一回路。第二回路的输入端是与B点连接的稳压管V₁之阴极。将稳压管V₁与光电隔器V₂之发光管共阳极串联，光电隔器V₂的输出端并联在V₁上(三极管集电极连V₁阴极，发射极连V₁阳极)，光电隔器V₂发光管与导向二极管D₃正向串联，第三二极管D3的阴极与晶闸管SCR控制极G相接；再将用以箝位限流的串联二极管D₁、D₂和泄漏电阻R₄同时并联在光电隔器V₂发光管上，抗干扰电阻R₅并在SCR之控制极G极和阴极K之间。SCR阳极串联耗能器件后接A点，阴极K接O点，光电隔器V₂采用达林顿光电隔离器。

Claims (2)

1.一种晶闸管跨接器触发电路，包括电压检测回路和电流驱动回路，其特征在于第一电阻(R₁)与第二电阻(R₂)串联组成电压检测回路，跨接在被监视的过电压两端(AO)；第二电阻(R₂)上的电压U_BO  即为检测电压，电流驱动回路的输入端为B端；电流驱动回路由稳压管(V₁)、光电隔离器(V₂)、第四电阻(R₄)、第五电阻(R₅)、第一二极管(D₁)、第二二极管(D₂)、第三二极管(D₃)组成；光电隔离器(V₂)的三极管并接于稳压管(V₁)两端，而光电隔离器(V₂)的发光管串在电流驱动回路中，一端与稳压管(V₁)相连，另一端与第三二极管(D₃)相接，第三二极管(D₃)的阴极与晶闸管(SCR)控制极相连，构成电流驱动回路；

用以箝位限流的第一、第二串联二极管(D₁、D₂)并联于光电隔离器(V₂)发光管两端，用以泄漏的第四电阻(R₄)并接于光电隔离器(V₂)发光管两端；用以防反压的第三二极管(D₃)串联在光电隔离器(V₂)发光管和晶闸管(SCR)的控制极(G)之间。

2.根据权利要求1所述的晶闸管跨接器触发电路，其特征在于光电隔离器(V₂)采用达林顿光电隔离器。