一種用于脈寬調(diào)制電壓的反并聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種反并聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路，特別是一種用于脈寬調(diào)制電壓的反并聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]反并聯(lián)晶閘管電路是一種比較理想的快速交流開關(guān)，其開關(guān)通斷在電路內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，不存在電弧、觸頭磨損和熔焊等問題；關(guān)斷總是發(fā)生在電流過零時(shí)，不會(huì)因負(fù)載或線路中電感儲(chǔ)能而引起暫態(tài)高電壓。反并聯(lián)晶閘管的正常工作需要穩(wěn)定可靠的驅(qū)動(dòng)電路，傳統(tǒng)的晶閘管驅(qū)動(dòng)電路包括:直流電源、驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路、功率放大電路、RC緩沖吸收電路、隔離變壓器和相位偏移電路，工作時(shí)需要根據(jù)晶閘管兩端的正弦交流電壓判斷相位過零，由相位偏移電路產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由隔離變壓器進(jìn)行隔離輸出。但是對(duì)于應(yīng)用電力電子功率器件的電氣系統(tǒng)，開關(guān)元件上的電壓不是傳統(tǒng)的正弦波形，而是調(diào)制出的PWM脈寬電壓波形，傳統(tǒng)的反并聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路無法由電壓波形的相位偏移獲得等相位的觸發(fā)信號(hào)，也無法產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的反并聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使得反并聯(lián)晶閘管無法應(yīng)用于大量由電力電子器件構(gòu)成的電氣系統(tǒng)，嚴(yán)重限制了反并聯(lián)晶閘管電路的應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于提供一種用于脈寬調(diào)制電壓的反并聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路，解決反并聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路無法適用于脈寬調(diào)制電壓的問題。
[0004]一種用于脈寬調(diào)制電壓的反并聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路，包括:直流電源、驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路、功率放大電路和RC緩沖吸收電路，還包括:第一隔離光耦電路和第二隔離光耦電路；所述第一隔離光耦電路和第二隔離光耦電路的組成完全相同，均包括:隔離電源U1、光電耦合器U2、電阻R1、電阻R2、電容C1、電容C2和電容C3。
[0005]直流電源的直流正極輸出接口分別與驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路的直流電源正極輸入接口、功率放大電路的直流電源正極輸入接口、第一隔離光耦電路的直流電源正極輸入接口、第二隔離光耦電路的直流電源正極輸入接口連接，直流電源的直流輸出負(fù)極接口與驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路的直流電源負(fù)極輸入接口、功率放大電路的直流電源負(fù)極輸入接口、第一隔離光耦電路的直流電源負(fù)極輸入接口、第二隔離光耦電路的直流電源負(fù)極輸入接口連接。驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路的信號(hào)輸出接口與功率放大電路的信號(hào)輸入接口連接，功率放大電路的信號(hào)輸出接口分別與第一隔離光耦電路的信號(hào)輸入接口和第二隔離光耦電路的信號(hào)輸入接口連接，第一隔離光耦電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出接口和第二隔離光耦電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出接口分別與反并聯(lián)晶閘管的兩個(gè)門極接口連接，RC緩沖吸收電路的兩個(gè)輸出端分別與反并聯(lián)晶閘管的正極接口和負(fù)極接口連接。第一隔離光耦電路和第二隔離光耦電路中，電阻R1的一端、電容C1的一端、隔離電源U1的第2引腳均與直流電源的正極連接，電容C1的另一端和隔離電源U1的第1引腳均與直流電源的地連接，電容C2的一端、電容C3的一端、隔離電源U1的第4引腳均與晶閘管的陰極連接，電容C2的另一端、電容C3的另一端、電阻R2的一端均與隔離電源U1的第5引腳連接，電阻R1的另一端與光電耦合器U2的第1引腳連接，光電耦合器U2的第2引腳與功率放大電路的輸出端連接，光電耦合器U2的第5引腳和第6引腳均與電阻R2的另一端連接，光電耦合器U2的第4引腳與晶閘管的門極連接。
[0006]工作時(shí)，直流電源為驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路、功率放大電路、第一隔離光耦電路和第二隔離光耦電路供電；驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路從外部讀取控制晶閘管使能的信號(hào)，功率放大電路將晶閘管使能信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有帶負(fù)載能力的高低電平信號(hào)，第一隔離光耦電路和第二隔離光耦電路各自產(chǎn)生一路相互隔離、完全同步的晶閘管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，為反并聯(lián)晶閘管的兩個(gè)晶閘管門極輸入接口提供所需的驅(qū)動(dòng)電流；RC緩沖吸收電路并聯(lián)在反并聯(lián)晶閘管的兩端，在反并聯(lián)晶閘管的開關(guān)切換過程中吸收、抑制沖擊過電壓。
[0007]反并聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路從外部讀取控制晶閘管使能的信號(hào)；當(dāng)反并聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路工作于驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路輸出高電平的電信號(hào)，接入功率放大電路的基極輸入接口，驅(qū)動(dòng)功率放大電路中的功率三極管，使功率三極管工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)，功率放大電路的集電極輸出接口輸出低電平，分別接入第一隔離光耦電路和第二隔離光耦電路的光耦輸入接口，使第一隔離光耦電路和第二隔離光耦電路中各自的光電耦合器U2的一次側(cè)發(fā)光二極管受正壓導(dǎo)通，觸發(fā)光電耦合器U2的二次側(cè)三極管導(dǎo)通，第一隔離光耦電路和第二隔離光耦電路的隔離電源輸出5V直流電壓，經(jīng)電阻R2和光電耦合器U2的二次側(cè)接入反并聯(lián)晶閘管的兩個(gè)門極，向門極提供驅(qū)動(dòng)電流，當(dāng)反并聯(lián)晶閘管的正極、負(fù)極兩個(gè)接口之間的電壓為正則反并聯(lián)晶閘管正向?qū)?，?dāng)電壓為負(fù)時(shí)反并聯(lián)晶閘管反向?qū)?，?shí)現(xiàn)雙向?qū)ā?br>[0008]當(dāng)反并聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路工作于驅(qū)動(dòng)關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路輸出低電平的電信號(hào)，接入功率放大電路的基極輸入接口，關(guān)斷功率放大電路中的功率三極管，使功率三極管工作于截止?fàn)顟B(tài)，功率放大電路的集電極輸出接口輸出高電平，分別接入第一隔離光耦電路和第二隔離光耦電路的光耦輸入接口，使第一隔離光耦電路和第二隔離光耦電路各自的光電耦合器U2中的一次側(cè)發(fā)光二極管電壓為零，不能導(dǎo)通，光電耦合器U2的二次側(cè)三極管關(guān)斷開路，第一隔離光耦電路和第二隔離光耦電路的晶閘管門極輸出接口無輸出電流，反并聯(lián)晶閘管的兩個(gè)門極沒有驅(qū)動(dòng)電流，當(dāng)反并聯(lián)晶閘管原先處于導(dǎo)通狀態(tài)且正極、負(fù)極兩接口之間仍有電流時(shí)，反并聯(lián)晶閘管保持導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)電流過零時(shí)反并聯(lián)晶閘管截止關(guān)斷，此后即使反并聯(lián)晶閘管的正極、負(fù)極兩接口之間有電壓也無法導(dǎo)通，保持截止?fàn)顟B(tài)。
[0009]本發(fā)明電路新穎，安全可靠，體積小巧，工作穩(wěn)定，特別是能夠驅(qū)動(dòng)反并聯(lián)晶閘管在脈寬調(diào)制電壓下穩(wěn)定工作，突破了傳統(tǒng)反并聯(lián)晶閘管電路的應(yīng)用限制。
【附圖說明】
[0010]圖1 一種用于脈寬調(diào)制電壓的反并聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路示意圖；
圖2 —種用于脈寬調(diào)制電壓的反并聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路的第一隔離光耦電路和第二隔尚光親電路不意圖。
[0011]1.直流電源2.驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路3.功率放大電路4.第一隔離光耦電路5.第二隔離光耦電路6.RC緩沖吸收電路。
【具體實(shí)施方式】
[0012]一種用于脈寬調(diào)制電壓的反并聯(lián)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路，包括:直流電源1、驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路2、功率放大電路3和RC緩沖吸收電路6，還包括:第一隔離光耦電路4和第二隔離光耦電路5 ;所述第一隔離光耦電路4和第二隔離光耦電路5的組成完全相同，均包括:隔離電源U1、光電耦合器U2、電阻R1、電阻R2、電容C1、電容C2和電容C3。
[0013]直流電源1的直流正極輸出接口分別與驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路2的直流電源正極輸入接口、功率放大電路3的直流電源正極輸入接口、第一隔離光耦電路4的直流電源正極輸入接口、第二隔離光耦電路5的直流電源正極輸入接口連接，直流電源1的直流輸出負(fù)極接口與驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路2的直流電源負(fù)極輸入接口、功率放大電路3的直流電源負(fù)極輸入接口、第一隔離光耦電路4的直流電源負(fù)極輸入接口、第二隔離光耦電路5的直流電源負(fù)極輸入接口連接。驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收電路2的信號(hào)輸出接口與功率放大電路3的信號(hào)輸入接口連接，功率放大電路3的信號(hào)輸出接口分別與第一隔尚光親電路4的信號(hào)輸入接口和第二隔尚光耦電路5的信號(hào)輸入接口連接，第一隔離光耦電路4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出接口和第二隔離光耦電路5的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出接口分別與反并聯(lián)晶閘管的兩個(gè)門極接口連接，RC緩沖吸收電路6的兩個(gè)輸出端分別與反并聯(lián)晶閘管的正極接口和負(fù)極接口連接。第一隔離光耦電路4和第二隔離光耦電路5中，電阻R1的一端、電容C1的一端、隔離電源U1的第2引腳均與直流電源1的正極連接，電容C1的另一端和隔離電源U1的第1引腳均與直流電源1的地連接，電容C2的一端、電容C3的一端、隔離電源U1的第4引腳均與晶閘管的陰極連接，電容C2的另一端、電容C3的另一端、電阻R2的一端均與隔離電源U1的第5引腳連接，電阻R1的另一端與光電親合器U2的第1引腳連接，光電親合器U2的第2引腳與功率放大電路3的輸出端連接，光電耦合器U2的第5引腳和第6引腳均與電阻R2的另一端連接，光電耦合