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一種晶閘管整流器全關(guān)斷檢測電路

作者： 時(shí)間：2012-03-15 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
3　晶閘管全關(guān)斷檢測電路

圖5 全關(guān)斷檢測電路原理圖


　　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，當管子兩端為正電壓時(shí)，其中一個(gè)光耦導通，如果管子兩端為負電壓時(shí)，另一個(gè)光耦導通，光耦導通時(shí)輸出信號都為1，否則為0。將這兩個(gè)信號進(jìn)行“或”處理，得到一個(gè)信號，如果“或”之后的信號（即一個(gè)晶閘管的信號）仍然為1時(shí)，則可判斷此晶閘管為關(guān)斷狀 態(tài)，反之則為導通狀態(tài)。六個(gè)晶閘管的信號“與”之后的信號為1時(shí)，判斷此時(shí)為晶閘管全關(guān)斷狀態(tài)。通過(guò)調節單穩態(tài)觸發(fā)器RC與C的電阻及電容，使其輸出高電平保持60 ，這樣能保證準確反映脈沖狀態(tài)，所有管子關(guān)斷時(shí)就為高電平，當60 后無(wú)脈沖，則無(wú)高電平輸出。也就是說(shuō)，只要有晶閘管導通，則輸出的狀態(tài)信號就為0。因而在等離子體破裂時(shí)，導致正組續流時(shí)間增長(cháng)，就會(huì )有低電平輸出。

　　在此電路中，光耦工作在線(xiàn)性區，至少是在正弦波的下部是工作在線(xiàn)性區，即在正弦波底部電壓很低的情況下，光耦也能導通，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通?，F在以一個(gè)光耦的輸出為例來(lái)介紹板子的工作原理。先假設一個(gè)光耦導通，其輸出的信號經(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，當正弦波電壓達到比較電平時(shí)，比較器翻轉產(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”；當正弦波電壓達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)單穩后送到D觸發(fā)器的復位端使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，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)器復位的一個(gè)信號，這是因為如果后沿比較電平比前沿比較電平高，就有可能出現在檢測到前沿以后晶閘管導通，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”，連接到單穩的輸入端；對應正、反向光耦最終的輸出信號相“或”后，再與其他六路信號相“與”，得到全關(guān)斷信號。

4　調試結果

　　首先用標準的正弦波信號源對高隔離電壓光電耦合器的工作點(diǎn)進(jìn)行調整，盡量在要檢測的電壓范圍內使其延時(shí)時(shí)間短，且光耦的性能基本一致，再能過(guò)比較器調節各路輸出的一致性。由于歐姆電源工作在脈沖運行方式，現場(chǎng)調試比較困難，通過(guò)每一次放電記錄的數據，把每一路的信號再進(jìn)行優(yōu)化調整，使其能正常工作，能夠準確檢測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)斷檢測過(guò)零信號。

圖6　全關(guān)斷過(guò)零檢測示意圖


　　該晶閘管全關(guān)斷檢測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)驗運行中得到了良好地應用，在OH電源假負載的條件下，進(jìn)行的邏輯無(wú)環(huán)流實(shí)驗中，全關(guān)斷信號與其它過(guò)零信號（軟件過(guò)零檢測信號、硬件過(guò)零檢測信號和等離子體存在信號）綜合作為整流器是否關(guān)斷的判據，起到了較好的效果。實(shí)驗中是在全關(guān)斷信號出現后，延時(shí)6ms, 如果上述三個(gè)信號同時(shí)存在，則負組打開(kāi)的條件滿(mǎn)足，這為實(shí)驗裝置的安全提供了保證，實(shí)驗參數得到很大提高。


參考文獻

[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）　　機械工業(yè)出版社　 1997年
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