一种直接光触发晶闸管的触发电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种直接光触发晶闸管的触发电路，采用激光触发信号触发晶闸管，所述触发电路包括依次连接的光电转换电路、脉冲提供单元和激光管单元，与所述脉冲提供电路连接的光电隔离电路，以及用于把输入的24V直流电压分别稳压到5V电压和2.5V电压为各用电电路提供相应的电压的稳压电路。本实用新型所述直接光触发晶闸管的触发电路，可以克服现有技术中稳定性差、可靠性低和使用寿命短等缺陷，以实现稳定性好、可靠性高和使用寿命长的优点。
【专利说明】—种直接光触发晶闸管的触发电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子电路【技术领域】，具体地，涉及一种直接光触发晶闸管的触发电路。
【背景技术】
[0002]直接光触发晶闸管是将光触发功能单元集成到LTT硅片内部，同时将用以正向过电压保护(简称BOD保护)的转折二极管(Break Over Diode)集成到LTT硅片内部，使得直接光触发晶闸管本身即有光敏触发区，还具有BOD保护功能。与普通的ETT —起，LTT技术应用与高压直流输电和静态无功功率补偿装置中的晶闸管阀组中，其中直接光触发晶闸管的触发电路是是LTT晶闸管阀组中的重要组成部分，也是一个技术关键。
[0003]目前国内应用的晶闸管阀组电压等级均在35kV以下，而且都是通过晶闸管电子电路TE板，对晶闸管的电信号触发，并且每个晶闸管需要一个TE板，对于大电压等级的晶闸管的触发还有一定的限制，同时TE板需要在阀组中通过RC取能，对电力系统的稳定性、可罪性、使用寿命等还需进一步提闻。
[0004]在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在稳定性差、可靠性低和使用寿命短等缺陷。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种直接光触发晶闸管的触发电路，以实现稳定性好、可靠性高和使用寿命长的优点。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种直接光触发晶闸管的触发电路，采用激光触发信号触发晶闸管，所述触发电路包括依次连接的光电转换电路、脉冲提供单元和激光管单元，与所述脉冲提供电路连接的光电隔离电路，以及用于把输入的24V直流电压分别稳压到5V电压和2.5V电压为各用电电路提供相应的电压的稳压电路；
[0007]所述光电转换电路，用于基于输入的光触发脉冲信号进行光电转换后，输出至脉冲提供单元；所述光电隔离电路，用于基于输入的控制触发脉冲输出信号进行光电隔离处理后，输出至脉冲提供单元；所述激光管单元，用于基于输入的激光管击穿信号和丢脉冲信号进行处理后，输出激光强触发信号。
[0008]进一步地，所述脉冲提供单元，包括并行设置、且分别与所述光电转换电路连接的2uS脉冲电路和IOuS脉冲电路，以及分别与所述2uS脉冲电路、IOuS脉冲电路和激光管单元连接的脉冲合成电路。
[0009]进一步地，所述激光管单元，包括并行设置、且依次连接的激光管击穿检测电路、激光管发射电路和丢脉冲检测电路，所述激光管发射电路与脉冲合成电路连接；
[0010]所述激光管击穿检测电路，用于基于输入的激光管击穿信号处理后输出至激光管发射电路；所述丢脉冲检测电路，用于基于输入的丢脉冲信号处理后输出至激光管发射电路；所述激光管发射电路，用于基于所述激光管击穿检测电路的输出信号、所述丢脉冲检测电路的输出信号和所述脉冲合成电路的输出信号进行处理后，输出激光管强触发信号。
[0011]进一步地，所述激光管发射电路，包括依次与所述脉冲合成电路的输出端连接的第一放大模块、第二放大模块和激光管发射模块，所述激光管发射模块发出的激光强触发信号通过激光光纤传输到直接光触发晶闸管。
[0012]进一步地，所述激光管发射电路，还包括与所述激光管发射模块连接后接地的限流模块。
[0013]进一步地，所述限流模块，包括依次连接在所述激光管发射模块与地之间的第二限流电阻R108和第三限流电阻R109。
[0014]进一步地，所述第一放大模块，包括第一三极管VI1、第一电阻R17、第二电阻R18和第一电容C25，其中:
[0015]所述第一三极管Vll的基极与所述脉冲合成电路的输出端连接，第一三极管Vll的集电极经第一电阻R17后接24V直流电压、第一三极管Vll的集电极还与第一电容C25的正极连接，第一电容C25的负极接地，第一三极管Vll的发射极经第二电阻R18后接地，第一三极管Vll的发射极与第二放大模块的输入端连接。
[0016]进一步地，所述第二放大模块，包括第二三极管V12、第三电阻R19、第一二极管D13和第二电容C26，其中:
[0017]所述第二三极管V12的基极与第一三极管Vll的发射极连接、第二三极管V12的基极还与第一二极管D13的阴极连接，第二三极管V12的集电极经第三电阻R19接24V直流电压、第二三极管V12的集电极还与第二电容C26的正极连接，第二电容C26的负极接地，第二三极管V12的发射极与第一二极管D13的阳极连接、第二三极管V12 的发射极还与激光管发射模块连接。
[0018]进一步地，所述激光管发射模块，包括与所述第二三极管V12的发射极连接的第一限流电阻R100，以及与所述第一限流电阻RlOO远离第二三极管V12的发射极的一端连接、且串联的多个激光管发射子模块。
[0019]进一步地，所述多个激光管子模块的结构相同；其中，第一激光管子模块，包括阳极与第一限流电阻RlOO远离第二三极管V12的发射极的一端连接、阴极与第二激光管子模块连接的第一激光管V101，以及并联在所述第一激光管VlOl的阳极和第一激光管VlOl的阴极之间的第一均压电阻RlOI。
[0020]本实用新型各实施例的直接光触发晶闸管的触发电路，采用激光触发信号触发晶闸管，由于该触发电路包括依次连接的光电转换电路、脉冲提供单元和激光管单元，与所述脉冲提供电路连接的光电隔离电路，以及用于把输入的24V直流电压分别稳压到5V电压和2.5V电压为各用电电路提供相应的电压的稳压电路；可以在控制触发脉冲输出信号经过光电隔离电路的信号控制下，合成的脉冲信号送到激光管发射电路，输出激光强触发信号给直接光触发晶闸管；从而可以克服现有技术中稳定性差、可靠性低和使用寿命短的缺陷，以实现稳定性好、可靠性高和使用寿命长的优点。
[0021]本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
[0022]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。【专利附图】
【附图说明】
[0023]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0024]图1为本实用新型直接光触发晶闸管的触发电路的工作原理示意图；
[0025]图2为本实用新型直接光触发晶闸管的触发电路中激光管发射电路的电气原理示意图。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0027]为解决现有技术存在的问题，根据本实用新型实施例，如图1和图2所示，提供了一种直接光触发晶闸管的触发电路，具体涉及直接光触发晶闸管的触发电路，应用于66KV及以上电压等级的光控SVC补偿装置中。该直接光触发晶闸管的触发电路，它的输出信号是带强触发的调制脉冲信号，通过激光触发光纤直接传输到晶闸管的光敏区，触发晶闸管，提高了晶闸管触发信号的抗干扰能力，进而提高了 SVC补偿装置的可靠性。
[0028]本实施例的直接光触发晶闸管的触发电路，采用激光触发信号触发晶闸管，包括光电转换电路、2uS脉冲电路、IOuS脉冲电路、脉冲合成电路、激光管发射电路、激光管击穿检测电路，光电隔离电路、丢脉冲检测电路和稳压电路，光触发脉冲信号通过光电转换电路，将光信号转换为电信号，一路经过2uS脉冲电路，另一路经过IOuS脉冲电路，这两个电路同时通过脉冲合成电路，在控制触发脉冲输出信号经过光电隔离电路的信号控制下，合成的脉冲信号送到激光管发射电路，输出激光强触发信号给直接光触发晶闸管；在激光发射电路中，通过激光管击穿检测电路和丢脉冲检测电路分别输出激光管击穿信号和丢脉冲信号，送到脉冲控制柜。该稳压电路是把输入的24V直流电压稳压到5V和2.5V的电压，为各个电路提供相应的电压。
[0029]具体地，如图1所示，直接光触发晶闸管的触发电路，采用激光触发信号触发晶闸管，包括光电转换电路、2uS脉冲电路、IOuS脉冲电路、脉冲合成电路、激光管发射电路、激光管击穿检测电路，光电隔离电路、丢脉冲检测电路和稳压电路，光触发脉冲信号通过光电转换电路，将光信号转换为电信号，一路经过2uS脉冲电路，另一路经过IOuS脉冲电路，这两个电路同时通过脉冲合成电路，在控制触发脉冲输出信号经过光电隔离电路的信号控制下，合成的脉冲信号送到激光管发射电路，输出激光强触发信号给直接光触发晶闸管；在激光发射电路中，通过激光管击穿检测电路和丢脉冲检测电路分别输出激光管击穿信号和丢脉冲信号，送到脉冲控制柜。的稳压电路是把输入的24V直流电压稳压到5V和2.5V的电压，为各个电路提供相应的电压。
[0030]如图2所示，激光管发射电路包括两个三极管Vll和V12、二极管D13、电容C25和C26、电阻R17、R18、R19和RlOO?R109、激光管VlOl?V107，脉冲合成电路输出的脉冲信号，经过三极管Vll和V12的放大，电容C25和C26的滤波、二极管D13的保护、电阻R100、R108、R109的限流，电阻RlOl?R107均压后，通过激光管VlOl?V107发出激光强触发信
号，通过激光光纤传输到直接光触发晶闸管。
[0031]在上述实施例中，直接光触发晶闸管的触发电路工作原理是由控制柜发出触发脉冲信号，经过光纤发送到触发箱中的脉冲接收板，由直接光触发晶闸管的触发电路变成激光强触发信号，通过触发的专用光纤，将激光强触发信号送到光控晶闸管的门极，控制晶闸管的导通角的大小，再来控制TCR电抗器电流的大小，也即是调节无功补偿量的大小，配合FC容性无功，最终实现无功补偿，提高了触发的可靠性，延长了系统的工作寿命。
[0032]在上述实施例中，直接光触发晶闸管的触发电路位于阀组室的两个光控晶闸管阀组单元的下方中间位置的触发箱内，因此大大地减少触发光纤的用量，使系统的安装简单，维护方便，抗干扰性强，提高了系统的可靠性，降低了系统的成本。
[0033]本实用新型上述各实施例的直接光触发晶闸管的触发电路，应用于66kV及以上电压等级的光控SVC补偿装置中，该直接光触发晶闸管的触发电路包括光电转换电路、2uS脉冲电路、IOuS脉冲电路、脉冲合成电路、激光管发射电路、激光管击穿检测电路，光电隔离电路、丢脉冲检测电路和稳压电路，光触发脉冲信号通过光电转换电路，将光信号转换为电信号，一路经过2uS脉冲电路，另一路经过IOuS脉冲电路，这两个电路同时通过脉冲合成电路，在控制触发脉冲输出信号经过光电隔离电路的信号控制下，合成的脉冲信号送到激光管发射电路，输出激光强触发信号给直接光触发晶闸管，触发可靠性高、抗干扰性强、工作寿命长、工作功耗低。
[0034]与现有技术相比，本实用新型上述各实施例的直接光触发晶闸管的触发电路，至少可以达到的有益效果是:
[0035]⑴触发脉冲输入信号经直接光触发晶闸管的触发电路合成强触发信号，确保参数不一致的晶闸管都能可靠同时导通，采用激光触发信号和光纤传递，完成对直接光触发晶闸管的触发，抗干扰能力强；
[0036]⑵满足不同种类直接光触发晶闸管的触发要求；
[0037]⑶具有激光管击穿检测和丢脉冲检测功能；确保直接光触发晶闸管的触发电路可靠工作，避免SVC补偿装置晶闸管阀组的故障，当触发电路出故障时，能及时通知控制柜输出控制触发脉冲输出信号，来封锁激光触发信号的输出，确保系统的每部分都能可靠运行。
[0038]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种直接光触发晶闸管的触发电路，其特征在于，采用激光触发信号触发晶闸管，所述触发电路包括依次连接的光电转换电路、脉冲提供单元和激光管单元，与所述脉冲提供电路连接的光电隔离电路，以及用于把输入的24V直流电压分别稳压到5V电压和2.5V电压为各用电电路提供相应的电压的稳压电路； 所述光电转换电路，用于基于输入的光触发脉冲信号进行光电转换后，输出至脉冲提供单元；所述光电隔离电路，用于基于输入的控制触发脉冲输出信号进行光电隔离处理后，输出至脉冲提供单元；所述激光管单元，用于基于输入的激光管击穿信号和丢脉冲信号进行处理后，输出激光强触发信号。
2.根据权利要求1所述的直接光触发晶闸管的触发电路，其特征在于，所述脉冲提供单元，包括并行设置、且分别与所述光电转换电路连接的2uS脉冲电路和IOuS脉冲电路，以及分别与所述2uS脉冲电路、IOuS脉冲电路和激光管单元连接的脉冲合成电路。
3.根据权利要求2所述的直接光触发晶闸管的触发电路，其特征在于，所述激光管单元，包括并行设置、且依次连接的激光管击穿检测电路、激光管发射电路和丢脉冲检测电路，所述激光管发射电路与脉冲合成电路连接； 所述激光管击穿检测电路，用于基于输入的激光管击穿信号处理后输出至激光管发射电路；所述丢脉冲检测电路，用于基于输入的丢脉冲信号处理后输出至激光管发射电路；所述激光管发射电路，用于基于所述激光管击穿检测电路的输出信号、所述丢脉冲检测电路的输出信号和所述脉冲合成电路的输出信号进行处理后，输出激光管强触发信号。
4.根据权利要求3所述的直接光触发晶闸管的触发电路，其特征在于，所述激光管发射电路，包括依次与所述脉冲合成电路的输出端连接的第一放大模块、第二放大模块和激光管发射模块，所述激光管发射模块发出的激光强触发信号通过激光光纤传输到直接光触发晶闸管。
5.根据权利要求4所述的直接光触发晶闸管的触发电路，其特征在于，所述激光管发射电路，还包括与所述激光管发射模块连接后接地的限流模块。
6.根据权利要求5所述的直接光触发晶闸管的触发电路，其特征在于，所述限流模块，包括依次连接在所述激光管发射模块与地之间的第二限流电阻R108和第三限流电阻R109。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的直接光触发晶闸管的触发电路，其特征在于，所述第一放大模块，包括第一三极管VI1、第一电阻R17、第二电阻R18和第一电容C25,其中: 所述第一三极管Vll的基极与所述脉冲合成电路的输出端连接，第一三极管Vll的集电极经第一电阻R17后接24V直流电压、第一三极管Vll的集电极还与第一电容C25的正极连接，第一电容C25的负极接地，第一三极管Vll的发射极经第二电阻R18后接地，第一三极管Vll的发射极与第二放大模块的输入端连接。
8.根据权利要求7所述的直接光触发晶闸管的触发电路，其特征在于，所述第二放大模块，包括第二三极管V12、第三电阻R19、第一二极管D13和第二电容C26，其中: 所述第二三极管V12的基极与第一三极管Vll的发射极连接、第二三极管V12的基极还与第一二极管D13的阴极连接，第二三极管V12的集电极经第三电阻R19接24V直流电压、第二三极管V12的集电极还与第二电容C26的正极连接，第二电容C26的负极接地，第二三极管V12的发射极与第一二极管D13的阳极连接、第二三极管V12的发射极还与激光管发射模块连接。
9.根据权利要求8所述的直接光触发晶闸管的触发电路，其特征在于，所述激光管发射模块，包括与所述第二三极管V12的发射极连接的第一限流电阻R100，以及与所述第一限流电阻RlOO远离第二三极管V12的发射极的一端连接、且串联的多个激光管发射子模块。
10.根据权利要求9所述的直接光触发晶闸管的触发电路，其特征在于，所述多个激光管子模块的结构相同；其中，第一激光管子模块，包括阳极与第一限流电阻RlOO远离第二三极管V12的发 射极的一端连接、阴极与第二激光管子模块连接的第一激光管V101，以及并联在所述第一激光管VlOl的阳极和第一激光管VlOl的阴极之间的第一均压电阻RlOl0
【文档编号】H02M3/135GK203690926SQ201320770143
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年11月30日 优先权日:2013年11月30日
【发明者】范雪峰, 付兵彬, 夏懿, 张中丹, 杨晶, 宋汶秦, 贾春蓉, 杨昌海 申请人:国家电网公司, 国网甘肃省电力公司, 国网甘肃省电力公司经济技术研究院, 荣信电力电子股份有限公司