一種晶閘管整流器全關(guān)斷檢測(cè)電路
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時(shí)間：2012-03-15
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
圖5即為晶閘管全管斷電路原理圖。每個(gè)晶閘管兩端分別分壓，按正反方向接兩個(gè)光耦，當(dāng)管子兩端為正電壓時(shí)，其中一個(gè)光耦導(dǎo)通，如果管子兩端為負(fù)電壓時(shí)，另一個(gè)光耦導(dǎo)通，光耦導(dǎo)通時(shí)輸出信號(hào)都為1，否則為0。將這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行“或”處理，得到一個(gè)信號(hào)，如果“或”之后的信號(hào)（即一個(gè)晶閘管的信號(hào)）仍然為1時(shí)，則可判斷此晶閘管為關(guān)斷狀 態(tài)，反之則為導(dǎo)通狀態(tài)。六個(gè)晶閘管的信號(hào)“與”之后的信號(hào)為1時(shí)，判斷此時(shí)為晶閘管全關(guān)斷狀態(tài)。通過(guò)調(diào)節(jié)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器RC與C的電阻及電容，使其輸出高電平保持60 ，這樣能保證準(zhǔn)確反映脈沖狀態(tài)，所有管子關(guān)斷時(shí)就為高電平，當(dāng)60 后無(wú)脈沖，則無(wú)高電平輸出。也就是說(shuō)，只要有晶閘管導(dǎo)通，則輸出的狀態(tài)信號(hào)就為0。因而在等離子體破裂時(shí)，導(dǎo)致正組續(xù)流時(shí)間增長(zhǎng)，就會(huì)有低電平輸出。
在此電路中，光耦工作在線性區(qū)，至少是在正弦波的下部是工作在線性區(qū)，即在正弦波底部電壓很低的情況下，光耦也能導(dǎo)通，真實(shí)反映晶閘管兩端承受的電壓。而正弦波電壓較高的那部分更能使光耦導(dǎo)通?，F(xiàn)在以一個(gè)光耦的輸出為例來(lái)介紹板子的工作原理。先假設(shè)一個(gè)光耦導(dǎo)通，其輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)三極管放大，分成三路分別通過(guò)三個(gè)比較器，其中一個(gè)同相比較器，兩個(gè)反相比較器。同相比較器是用來(lái)得到脈沖的前沿，當(dāng)正弦波電壓達(dá)到比較電平時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個(gè)上升沿，它的輸出接到一個(gè)D觸發(fā)器的時(shí)鐘端，Q端開(kāi)始為“1”；當(dāng)正弦波電壓達(dá)到反相比較器比較電平時(shí)；也產(chǎn)生一個(gè)上升沿，這個(gè)上升沿經(jīng)過(guò)一個(gè)單穩(wěn)后送到D觸發(fā)器的復(fù)位端使Q端變?yōu)椤?”，也就是確定了脈沖的后沿。經(jīng)過(guò)這個(gè)環(huán)節(jié)，正弦波已經(jīng)被整形為方波。另外一個(gè)反相比較器的作用是確保能找到一個(gè)能使D觸發(fā)器復(fù)位的一個(gè)信號(hào)，這是因?yàn)槿绻笱乇容^電平比前沿比較電平高，就有可能出現(xiàn)在檢測(cè)到前沿以后晶閘管導(dǎo)通，晶閘管兩端電壓只有幾伏，就找不到后沿，D觸發(fā)器的輸出就一直為“1”，錯(cuò)誤的反映了管子狀態(tài)。所以這個(gè)比較器的比較電平必須設(shè)置在前沿比較器的比較電平之下，它的輸出和另外一個(gè)反相比較器的輸出相“或”，連接到單穩(wěn)的輸入端；對(duì)應(yīng)正、反向光耦最終的輸出信號(hào)相“或”后，再與其他六路信號(hào)相“與”，得到全關(guān)斷信號(hào)。
4 調(diào)試結(jié)果
首先用標(biāo)準(zhǔn)的正弦波信號(hào)源對(duì)高隔離電壓光電耦合器的工作點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，盡量在要檢測(cè)的電壓范圍內(nèi)使其延時(shí)時(shí)間短，且光耦的性能基本一致，再能過(guò)比較器調(diào)節(jié)各路輸出的一致性。由于歐姆電源工作在脈沖運(yùn)行方式，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試比較困難，通過(guò)每一次放電記錄的數(shù)據(jù)，把每一路的信號(hào)再進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使其能正常工作，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)到正組整流器電流過(guò)零時(shí)刻，如圖6，其中Utk3-OH為晶閘管全關(guān)斷檢測(cè)過(guò)零信號(hào)。
該晶閘管全關(guān)斷檢測(cè)電路不僅在理論上能夠真實(shí)反映管子全關(guān)斷時(shí)刻，并且在實(shí)驗(yàn)運(yùn)行中得到了良好地應(yīng)用，在OH電源假負(fù)載的條件下，進(jìn)行的邏輯無(wú)環(huán)流實(shí)驗(yàn)中，全關(guān)斷信號(hào)與其它過(guò)零信號(hào)（軟件過(guò)零檢測(cè)信號(hào)、硬件過(guò)零檢測(cè)信號(hào)和等離子體存在信號(hào)）綜合作為整流器是否關(guān)斷的判據(jù)，起到了較好的效果。實(shí)驗(yàn)中是在全關(guān)斷信號(hào)出現(xiàn)后，延時(shí)6ms, 如果上述三個(gè)信號(hào)同時(shí)存在，則負(fù)組打開(kāi)的條件滿足，這為實(shí)驗(yàn)裝置的安全提供了保證，實(shí)驗(yàn)參數(shù)得到很大提高。
參考文獻(xiàn)
[1] Yao Lieying, Xuan Weimin, Li Huajua, et al, Design and Development of the Power Supply for HL-2A Tokamak, 23rd Symposium on Fusion Engineering20-24 Septemher 2004-fondazione Chni, Venice, Italy.
[2] 黃俊 王兆安編 電力電子變流技術(shù)（第3版） 機(jī)械工業(yè)出版社 1997年
評(píng)論