專利名稱：可控硅并聯(lián)逆變中頻電源的防過壓觸發(fā)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及可控硅并聯(lián)逆變中頻電源。
可控硅并聯(lián)逆變中頻電源是將工頻交流電經(jīng)整流、濾波，再由逆變橋變換為負(fù)載所需的交流電壓和頻率，供負(fù)載感應(yīng)加熱的裝置。工作時(shí)，構(gòu)成逆變橋的四只可控硅在可控硅觸發(fā)脈沖控制電路控制下，分作兩對輪流導(dǎo)通和關(guān)斷。當(dāng)處于阻斷狀態(tài)的一對可控硅存某一正向電壓下受到脈沖觸發(fā)由斷態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通時(shí)，則另一對原先導(dǎo)通的可控硅將承受同樣幅度的反向電壓而恢復(fù)阻斷。因此如果處于阻斷狀態(tài)的可控硅在高正壓下被觸發(fā)導(dǎo)通，就意味著另一對導(dǎo)通的可控硅在高反壓下關(guān)斷，這對可控硅就有可能因反向毛刺加上反向電壓的幅度超過可控硅的反向承受能力而被擊穿。由于目前的控制電路不具有防止過壓的功能，它不區(qū)別可控硅端壓高低，直接發(fā)送脈沖觸發(fā)可控硅，因此常發(fā)生可控硅被高反壓擊穿事故，直接影響了可控硅并聯(lián)逆變中頻電源安全可靠運(yùn)行。
本實(shí)用新型的目的是提供一種可控硅并聯(lián)逆變中頻電源的防過壓觸發(fā)電路，它能有效地防止可控硅被高反壓擊穿，確保安全可靠運(yùn)行。
本實(shí)用新型提供的設(shè)在可控硅并聯(lián)逆變中頻電源的防過壓觸發(fā)電路包括脈沖變壓器，端壓檢測電路，脈沖形成電路，脈沖記憶電路及可控硅驅(qū)動(dòng)電路，由端壓檢測電路對并聯(lián)逆變中頻電源中逆變橋的可控硅端壓進(jìn)行取樣并與設(shè)定值比較，輸出反應(yīng)可控硅端壓高、低的邏輯電平輸入脈沖形成電路，脈沖記憶電路接收來自脈沖變壓器的脈沖信號和可控硅驅(qū)動(dòng)電路的復(fù)位信號，產(chǎn)生與輸入信號相應(yīng)的邏輯電平輸入脈沖形成電路，脈沖形成電路輸出的觸發(fā)脈沖經(jīng)可控硅驅(qū)動(dòng)電路功放后去觸發(fā)逆變橋的可控硅。
工作時(shí)，由端壓檢測電路對逆變橋的可控硅端壓進(jìn)行取樣，并與設(shè)定值比較后輸出反應(yīng)可控硅端壓高、低的邏輯電平輸入脈沖形成電路，脈沖記憶電路接收來自脈沖變壓器的脈沖信號和可控硅驅(qū)動(dòng)電路的復(fù)位信號，據(jù)此產(chǎn)生相應(yīng)的邏輯電平輸入脈沖形成電路，脈沖形成電路的輸出取決于輸入的邏輯電平信號，僅在可控硅的端壓低于設(shè)定值且脈沖記憶電路表明脈沖變壓器已送出脈沖信號時(shí)才輸出觸發(fā)脈沖，該觸發(fā)脈沖經(jīng)可控硅驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大后去觸發(fā)逆變橋的可控硅，可控硅驅(qū)動(dòng)電路在觸發(fā)可控硅的同時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號輸入脈沖記憶電路。
本實(shí)用新型的可控硅并聯(lián)逆變中頻電源的防過壓觸發(fā)電路，由于在工作時(shí)隨時(shí)檢測可控硅端壓的高低，僅在可控硅端壓低于設(shè)定值即在安全電壓下才允許觸發(fā)脈沖去觸發(fā)可控硅，因此可防止高反壓關(guān)斷可控硅，避免了可控硅被高反壓擊穿，從而可確保可控硅并聯(lián)逆變中頻電源安全可靠運(yùn)行。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1是本實(shí)用新型構(gòu)成原理方框圖；圖2是本實(shí)用新型一種具體實(shí)施電路圖。
參照圖1，本實(shí)用新型的可控硅并聯(lián)逆變中頻電源的防過壓觸發(fā)電路，包括脈沖變壓器T1，端壓檢測電路4，脈沖形成電路3，脈沖記憶電路2及可控硅驅(qū)動(dòng)電路5，工作時(shí)，由端壓檢測電路4對可控硅S的端壓進(jìn)行取樣，并與設(shè)定值進(jìn)行比較，假設(shè)當(dāng)取樣值高于設(shè)定值時(shí)，端壓檢測電路的輸出為某一邏輯電平，稱之為“危險(xiǎn)電平”，當(dāng)取樣值低于設(shè)定值時(shí)，端壓檢測電路的輸出為另一邏輯電平，稱之為“安全電平”，端壓檢測電路輸出的邏輯電平信號輸入脈沖形成電路3。脈沖記憶電路2接收來自脈沖變壓器的脈沖信號和可控硅驅(qū)動(dòng)電路5的復(fù)位信號，假設(shè)脈沖信號到來時(shí)，脈沖記憶電路輸出為某一邏輯電平，稱之為“允許電平”，輸入復(fù)位信號時(shí)，脈沖記憶電路輸出為另一邏輯電平，稱之為“等待電平”，脈沖記憶電路輸出的邏輯電平信號輸入脈沖形成電路3。脈沖形成電路3的輸出取決于輸入的邏輯電平信號，僅在來自脈沖記憶電路2的信號為“允許電平”且來自端壓檢測電路4的信號為“安全電平”時(shí)，才產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，該觸發(fā)脈沖經(jīng)可控硅驅(qū)動(dòng)電路5進(jìn)行功率放大，達(dá)到觸發(fā)可控硅所需的電壓和電流去觸發(fā)可控硅，可控硅驅(qū)動(dòng)電路5在觸發(fā)可控硅的同時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號輸入脈沖記憶電路2。這時(shí)，脈沖記憶電路處在等待下一個(gè)脈沖到來的狀態(tài)。
為使可控硅驅(qū)動(dòng)電路輸出的較大功率觸發(fā)脈沖不干擾對電源容量要求小但穩(wěn)定性要求較高的脈沖記憶電路、脈沖形成電路及端壓檢測電路的正常工作，通常，以采用分別供電為好，可如圖1所示，在控制電路中再設(shè)置輔助電源電路1，由其產(chǎn)生控制電源供給脈沖記憶電路、脈沖形成電路、端壓檢測電路，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源供給可控硅驅(qū)動(dòng)電路。
圖2是本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施電路圖，此例中設(shè)有輔助電源電路1，脈沖變壓器T1輸出的脈沖信號輸入輔助電源電路，通過二極管D1對電容C1充電并經(jīng)電阻R1、電容C2濾波后作為輔助控制電源VCC；經(jīng)二極管D2對電容C3充電儲(chǔ)能，作為輔助驅(qū)動(dòng)電源，提供觸發(fā)可控硅所需的能量。
脈沖記憶電路2由比較器U1A和相應(yīng)的阻容元件組成，電源VCC經(jīng)電阻R3和R4分壓接于比較器U1A正輸入端，來自脈沖變壓器的脈沖信號經(jīng)電阻R2、二極管D3對電容C4充電，電容C4電壓送到比較器U1A負(fù)輸入端，當(dāng)脈沖信號到來時(shí)，電容C4被充電至高電平，比較器U1A輸出為低電平(即允許電平)在可控硅驅(qū)動(dòng)電路5送出脈沖的同時(shí)，電容C4放電到零，比較器U1A翻轉(zhuǎn)為高電平(即等待電平)。
端壓檢測電路4采用比較器U1B構(gòu)成形式，可控硅S端壓經(jīng)電阻R11、R12分壓取樣后，由電阻R10送到比較器U1B正輸入端。電源VCC經(jīng)電阻R7與穩(wěn)壓管Z1相連，穩(wěn)壓管Z1電壓送到比較器U1B負(fù)輸入端作為給定值。當(dāng)取樣值高于給定值時(shí)，U1B輸出高電平(即危險(xiǎn)電平)，反之輸出低電平(即安全電平)。
脈沖形成電路3采用由時(shí)基電路U2 構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路，這里，時(shí)基電路用7555，比較器U1A、U1B的輸出各經(jīng)二極管D4、D5與7555的2腳相連，7555的輸出端3腳接可控硅驅(qū)動(dòng)電路5。單穩(wěn)態(tài)電路暫態(tài)為“1”，穩(wěn)態(tài)為“0”，根據(jù)7555的功能，TRIG端(2腳)為低電平觸發(fā)端，當(dāng)TRIG端為“0”時(shí)，其輸出端(3腳)為“1”，經(jīng)適當(dāng)時(shí)間后自動(dòng)回到“0”。則當(dāng)D4、D5的陽極電壓均為低電平時(shí)，即U1A、U1B的輸出均為“0”，說明T1已經(jīng)送出脈沖信號，并且可控硅端電壓在安全范圍內(nèi)，于是在7555的3腳輸出一個(gè)脈沖。
可控硅驅(qū)動(dòng)電路5主要由三極管N1，脈沖變壓器T2及場效應(yīng)管M1構(gòu)成，三極管N1接于脈沖變壓器T2的原邊，由來自脈沖形成電路的脈沖信號使其導(dǎo)通，M1的柵極接于脈沖變壓器T2的副邊，漏極接輔助電源電路的驅(qū)動(dòng)電源輸出端，源極經(jīng)電阻R19接可控硅S的門極，當(dāng)三極管N1導(dǎo)通時(shí)，其驅(qū)動(dòng)脈沖變壓器T2使M1導(dǎo)通，這時(shí)，驅(qū)動(dòng)電源經(jīng)電阻R19作用于可控硅門極，觸發(fā)可控硅導(dǎo)通。同時(shí)通過接在三極管N1集電極的二極管D6、電阻R15，使脈沖記憶電路的電容C4放電到零，于是脈沖記憶電路被復(fù)位成等待電平。
本實(shí)用新型的可控硅并聯(lián)逆變中頻電源的防過壓觸發(fā)電路，在脈沖變壓器T1送出脈沖信號時(shí)刻，如果可控硅端壓在安全范圍內(nèi)，則可控硅門極會(huì)得到一個(gè)脈沖，如果可控硅端壓超出安全范圍，則禁止觸發(fā)可控硅，直到可控硅端壓降到安全范圍時(shí)刻，再給可控硅發(fā)送觸發(fā)脈沖。因此，應(yīng)用本實(shí)用新型能確?？煽毓璨⒙?lián)逆變中頻電源安全可靠運(yùn)行。
權(quán)利要求1．可控硅并聯(lián)逆變中頻電源的防過壓觸發(fā)電路，其特征在于包括脈沖變壓器[T1]，端壓檢測電路[4]，脈沖記憶電路[2]、脈沖形成電路[3]及可控硅驅(qū)動(dòng)電路[5]，由端壓檢測電路[4]對并聯(lián)逆變中頻電源中逆變橋的可控硅[S]端壓進(jìn)行取樣并與設(shè)定值比較，輸出反應(yīng)可控硅端壓高、低的邏輯電平輸入脈沖形成電路[3]，脈沖記憶電路[2]接收來自脈沖變壓器[T1]的脈沖信號和可控硅驅(qū)動(dòng)電路[5]的復(fù)位信號，產(chǎn)生與輸入信號相應(yīng)的邏輯電平輸入脈沖形成電路[3]，脈沖形成電路[3]輸出的觸發(fā)脈沖經(jīng)可控硅驅(qū)動(dòng)電路[5]功放后去觸發(fā)逆變橋的可控硅[S]。
2．按權(quán)利要求1所述的可控硅并聯(lián)逆變中頻電源的防過壓觸發(fā)電路，其特征是在控制電路中還設(shè)有產(chǎn)生控制電源和驅(qū)動(dòng)電源的輔助電源電路[1]，控制電源輸出端分別接檢測電路[4]，脈沖記憶電路[2]和脈沖形成電路[3]，驅(qū)動(dòng)電源輸出端與可控硅驅(qū)動(dòng)電路[5]相連。
3．按權(quán)利要求1所述的可控硅并聯(lián)逆變中頻電源的防過壓觸發(fā)電路，其特征是所說的脈沖記憶電路[2]是由比較器U1A和相應(yīng)的阻容元件構(gòu)成，電源經(jīng)電阻R3和R4分壓接于比較器U1A正輸入端，輸入的脈沖信號經(jīng)電阻R2、二極管D3對電容C4充電，電容C4電壓送到比較器U1A負(fù)輸入端。
4．按權(quán)利要求1所述的可控硅并聯(lián)逆變中頻電源的防過壓觸發(fā)電路，其特征是所說的脈沖形成電路[3]是由時(shí)基電路[U2]構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路。
5．按權(quán)利要求1所述的可控硅并聯(lián)逆變中頻電源的防過壓觸發(fā)電路，其特征是所說的端壓檢測電路[4]采用比較器U1B構(gòu)成形式，可控硅S端壓經(jīng)電阻R11、R12分壓取樣后，由電阻R10送到比較器U1B正輸入端，電源經(jīng)電阻R7與穩(wěn)壓管Z1相連，穩(wěn)壓管Z1電壓送到比較器U1B負(fù)輸入端。
專利摘要本實(shí)用新型設(shè)在可控硅并聯(lián)逆變中頻電源的防過壓觸發(fā)電路包括脈沖變壓器，端壓檢測電路，脈沖形成電路，脈沖記憶電路及可控硅驅(qū)動(dòng)電路，脈沖記憶電路和端壓檢測電路輸出的邏輯電平信號輸入脈沖形成電路，工作時(shí)，由端壓檢測電路隨時(shí)檢測可控硅端壓的高低，僅在可控硅端壓低于設(shè)定值即在安全電壓下才允許觸發(fā)脈沖去觸發(fā)可控硅，因此可防止高反壓關(guān)斷可控硅，避免了可控硅被高反壓擊穿，從而可確保可控硅并聯(lián)逆變中頻電源安全可靠運(yùn)行。
文檔編號H02H3/28GK2447976SQ00208248
公開日2001年9月12日 申請日期2000年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月19日
發(fā)明者徐曉亮 申請人:徐曉亮