专利名称：一种晶闸管控制触发电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制触发电路，特别是一种晶闸管控制触发电路。
背景技术：
晶闸管是目前工业应用中最为广泛应用的大功率变换器件。晶闸管在烧结炉、电 弧炉等整流场合主要采用移相触发控制，即通过调节晶间管导通时刻的相位实现控制输 出。传统的晶闸管触发器采用模拟控制触发电路，一般使用分离元器件，电路结构复杂，存 在元件易老化、调试困难、温度漂移以及抗干扰能力弱等无法克服的固有缺点。近年来，晶 闸管触发器采用了数字式控制触发电路，主要包括同步过零和极性检测电路、锯齿波形成 电路、锯齿波比较电路，与模拟式控制触发电路相比，主要优点是输出波形稳定和可靠性 高，但其缺点是电路比较复杂、移相触发角较大时控制精度不高。
发明内容为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种结构简单、控制精度较 高的晶闸管控制触发电路。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下一种晶闸管控制触发电路包括脉冲隔离电路、脉冲放大电路、脉冲变压器触发电 路，所述的脉冲隔离电路包括单片机CPU、电容Cl、电阻Rl和光耦Ul，单片机CPU与光耦Ul 的2号端连接，电容Cl的一端连接在单片机CPU与光耦Ul之间、另一端接地，电阻Rl的一 端与与光耦Ul的3号端连接、另一端接地；所述的脉冲放大电路包括二极管VDl和VD2、电 阻R2和R3、电容C2以及N沟道功率MOSFET管VM1，二极管VDl的阳极分别与光耦Ul的5 号端和电容C2的一端连接、阴极与电源VDDl的负极连接，二极管VD2的阴极分别与光耦Ul 的8号端和电容另一端C2连接、阳极与电源VDDl的正极连接，电阻R2的一端与二极管VDl 的阳极连接、另一端分别与光耦Ul的7号端和电阻R3连接，光耦Ul的7号端还与光耦Ul 的6号端连接，功率MOSFET管VMl的G端与电阻R3连接、S端与电阻R2的上端连接、D端 与脉冲变压器触发电路中的二极管VD3的阳极连接；所述的脉冲变压器触发电路包括二极 管VD3-VD5、电阻R4-R6、同步变压器Tl以及晶闸管SCR，同步变压器Tl的1号端经电阻R4 与二极管VD3的阴极连接、2号端与二极管VD3的阳极连接、3号端与二极管VD4的阳极连 接、4号端与二极管VD5的阳极连接，二极管VD3的阴极还与电源VDD2的正极连接，二极管 VD5的阴极与二极管VD4的阴极连接，电阻R5与二极管VD5并联，晶闸管SCR的G端经过电 阻R6同时与电阻R5的下端、二极管VD5的阴极和二极管VD4的阴极连接，晶闸管SCR的K 端同时与电阻R5的上端、二极管VD5的阳极和同步变压器Tl的4号端连接。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果本实用新型采用单片机来产生晶闸管所需要的控制触发脉冲，功率MOSFET将脉 冲信号放大，脉冲变压器将放大后的脉冲信号整形后用来驱动晶间管，除具有与数字式控 制触发电路相同的优点外，其移相触发角可通过软件计算完成，具有触发电路结构简单、控制灵活、温漂影响小、控制精度可通过软件补偿，移相范围可任意调节等特点，是一种集经 济性与实用性于一体的晶闸管控制触发电路。
本实用新型仅有附图1张，其中图1是晶闸管触发电路的结构示意图。图中1、脉冲隔离电路，2、脉冲放大电路，3、脉冲变压器触发电路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步地描述。如图1所示，一种晶闸管控制触 发电路包括脉冲隔离电路1、脉冲放大电路2、脉冲变压器触发电路3，所述的脉冲隔离电路 1包括单片机CPU、电容Cl、电阻Rl和光耦Ul，单片机CPU与光耦Ul的2号端连接，电容Cl 的一端连接在单片机CPU与光耦Ul之间、另一端接地，电阻Rl的一端与与光耦Ul的3号 端连接、另一端接地；所述的脉冲放大电路2包括二极管VDl和VD2、电阻R2和R3、电容C2 以及N沟道功率MOSFET管VM1，二极管VDl的阳极分别与光耦Ul的5号端和电容C2的一 端连接、阴极与电源VDDl的负极连接，二极管VD2的阴极分别与光耦Ul的8号端和电容另 一端C2连接、阳极与电源VDDl的正极连接，电阻R2的一端与二极管VDl的阳极连接、另一 端分别与光耦Ul的7号端和电阻R3连接，光耦Ul的7号端还与光耦Ul的6号端连接，功 率MOSFET管VMl的G端与电阻R3连接、S端与电阻R2的上端连接、D端与脉冲变压器触发 电路3中的二极管VD3的阳极连接；所述的脉冲变压器触发电路3包括二极管VD3-VD5、电 阻R4-R6、同步变压器Tl以及晶闸管SCR，同步变压器Tl的1号端经电阻R4与二极管VD3 的阴极连接、2号端与二极管VD3的阳极连接、3号端与二极管VD4的阳极连接、4号端与二 极管VD5的阳极连接，二极管VD3的阴极还与电源VDD2的正极连接，二极管VD5的阴极与 二极管VD4的阴极连接，电阻R5与二极管VD5并联，晶闸管SCR的G端经过电阻R6同时与 电阻R5的下端、二极管VD5的阴极和二极管VD4的阴极连接，晶闸管SCR的K端同时与电 阻R5的上端、二极管VD5的阳极和同步变压器Tl的4号端连接。本实用新型的工作原理如下脉冲隔离电路1将由单片机CPU根据移相要求输出的触发脉冲通过光耦Ul隔离， 隔离的目的主要是将晶闸管的主电路与控制电路隔离开来，防止高压电路部分与控制电路 串扰烧毁器件，即将单片机控制电路与后面的电路进行电气隔离，防止由于脉冲变压器 Tl的工作以及功率MOSFET管功率MOSFET管VMl的开关引起的干扰信号串入单片机控制电 路。其中电容Cl的作用是将从单片机CPU发出的控制信号在进入光耦Ul之前进行简单的 滤波，避免光耦Ul因为信号有干扰而出现误导通。电阻Rl起限流的作用，保证光耦Ul既 能正常导通又不至于因为电流过大而损坏。当单片机CPU发出信号为高电平时，光耦Ul中 的LED导通，同时光耦Ul输出为高电平VDD1，当单片机CPU发出信号为低电平时，光耦Ul 中的LED截止，同时光耦Ul输出为低电平。所述的触发脉冲既可以是高频的脉冲串，也可 以是方波。脉冲放大电路2主要是将隔离后的控制脉冲变换为符合脉冲变压器输入要求的 脉冲信号。其中功率MOSFET管VMl为N沟道功率M0SFET，当光耦Ul输出为高电平VDDl
4时，功率MOSFET管VMl通过电阻Rl和电阻R2建立静态工作点导通，当光耦Ul输出为低电 平时，功率MOSFET管VMl截止。脉冲放大电路2中的二极管VDl和二极管VD2主要是保证 功率MOSFET管VMl的G、S两端的电压稳定在O-VDDl之间(因为功率MOSFET是电压型器 件)，电容C2起简单的滤波作用，以避免信号出现波动。 脉冲变压器触发电路3主要是将经过脉冲放大电路2处理过的脉冲信号整形变换 为晶闸管可以接受的脉冲形式，一方面用来传递触发脉冲信号，另一方面对强弱电之间起 到可靠的隔离作用。其中二极管VD3主要是起续流作用，当脉冲放大电路2中的功率MOSFET 管VMl导通时，脉冲变压器开始工作，因为脉冲变压器是感性负载，在脉冲变压器截止的瞬 间会产生感应电压，二极管VD3与脉冲变压器构成续流回路，释放掉由于脉冲变压器关断 而产生的感应电压，从而保护功率MOSFET管VMl不被大电压损毁。电阻R4主要是起限流 作用，防止在功率MOSFET管VMl导通时脉冲变压器上产生过大的导通电流导致脉冲变压器 烧毁。二极管VD4和VD5、电阻R5主要是起整形作用，使脉冲变压器的输出波形更狗更好的 符合晶闸管的开通和关断要求。
权利要求一种晶闸管控制触发电路包括脉冲隔离电路(1)、脉冲放大电路(2)、脉冲变压器触发电路(3)，其特征在于所述的脉冲隔离电路(1)包括单片机CPU、电容C1、电阻R1和光耦U1，单片机CPU与光耦U1的2号端连接，电容C1的一端连接在单片机CPU与光耦U1之间、另一端接地，电阻R1的一端与光耦U1的3号端连接、另一端接地；所述的脉冲放大电路(2)包括二极管VD1和VD2、电阻R2和R3、电容C2以及N沟道功率MOSFET管VM1，二极管VD1的阳极分别与光耦U1的5号端和电容C2的一端连接、阴极与电源VDD1的负极连接，二极管VD2的阴极分别与光耦U1的8号端和电容另一端C2连接、阳极与电源VDD1的正极连接，电阻R2的一端与二极管VD1的阳极连接、另一端分别与光耦U1的7号端和电阻R3连接，光耦U1的7号端还与光耦U1的6号端连接，功率MOSFET管VM1的G端与电阻R3连接、S端与电阻R2的上端连接、D端与脉冲变压器触发电路(3)中的二极管VD3的阳极连接；所述的脉冲变压器触发电路(3)包括二极管VD3 VD5、电阻R4 R6、同步变压器T1以及晶闸管SCR，同步变压器T1的1号端经电阻R4与二极管VD3的阴极连接、2号端与二极管VD3的阳极连接、3号端与二极管VD4的阳极连接、4号端与二极管VD5的阳极连接，二极管VD3的阴极还与电源VDD2的正极连接，二极管VD5的阴极与二极管VD4的阴极连接，电阻R5与二极管VD5并联，晶闸管SCR的G端经过电阻R6同时与电阻R5的下端、二极管VD5的阴极和二极管VD4的阴极连接，晶闸管SCR的K端同时与电阻R5的上端、二极管VD5的阳极和同步变压器T1的4号端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种晶闸管控制触发电路，包括脉冲隔离电路、脉冲放大电路、脉冲变压器触发电路，脉冲隔离电路包括单片机CPU、电容C1、电阻R1和光耦U1，脉冲放大电路包括二极管VD1和VD2、电阻R2和R3、电容C2以及N沟道功率MOSFET管VM1，脉冲变压器触发电路包括二极管VD3-VD5、电阻R4-R6、同步变压器T1以及晶闸管SCR。本实用新型采用单片机来产生晶闸管所需要的控制触发脉冲，除具有与数字式控制触发电路相同的优点外，其移相触发角可通过软件计算完成，具有触发电路结构简单、控制灵活、温漂影响小、控制精度可通过软件补偿，移相范围可任意调节等特点，是一种经济实用的晶闸管控制触发电路。
文档编号H02M1/06GK201690354SQ20102020861
公开日2010年12月29日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者刘丽, 戴碧君, 陈铁年, 隋德磊, 韩红彬 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心