[发明专利]晶闸管交交变频器的全关断检测电路

说明书

本发明属于变频系统晶闸管技术领域，特别是提供了一种晶闸管交交变频器的全关断检测电路。用于基于逻辑无环流的交交变频。

背景技术：

交交变频系统分为有环流和无环流两大类，为了防止发生电源短接的事故，一般采用逻辑无环流控制。基于逻辑无环流控制的交交变频系统的一个主回路桥的正反组交接时会出现一段无环流的死区时间，为了减小这段死时对电机负载的影响，死区时间要尽量的小，为了做到这一点，必须及时而准确地检测出主电路中的零电流信号。本电路设计就是用于满足这种需要的。

交交变频系统的零电流检测有两种检测方式，一种是直接测量主电路中的电流，将测量值与一基准值比较，若测量值持续低于基准值一定时间，则认为电流为零，可以进行正反组交接。另一种是通过检测晶闸管两端电压来进行逻辑判断，即晶闸管的全关断检测，当晶闸管两端有电压时认为晶闸管关断，否则视为导通，故当检测到6个桥臂均有电压时，认为主电路中已没有电流，可以进行正反组交接。前一种方式不够快速，导致无环流死时太长，对负载影响较大。故本电路采用后一种方式进行检测，这种方式的无环流死时很小，能满足交交变频的要求。

发明内容

本电路分为电压检测电路和逻辑判断电路。当主电路每相变流桥的一个桥臂是两个晶闸管正反并联时，每相需6个上述的电压检测电路和逻辑电路L1，若桥臂上是1对以上的晶闸管串联时，则电压检测电路和逻辑电路L1应相应增加，但每相只需2个上述的与非门和1个逻辑电路L2，只是与非门输入端的数目应相应增加。以下以一对正反并联的晶闸管为例介绍本电路的工作原理。

1.电压检测电路实现对晶闸管两端电压的检测。稳压储能电路如图1。

取电源电路中的R1、R2为分压电阻，晶闸管两端的大部分电压都加在这两个电阻上。之后，经D1～D4组成的整流桥将取自晶闸管两端的交流电整成直流电，R3为该电压提供一电流通路。然后将该直流电压送入稳压储能电路，由稳压储能电路输出稳定直流电压。在正常工作状态下，当晶闸管阻断时，其两端存在高电压，经整流后能获得较高的直流电压，此时稳压储能电路中的D5、Q1导通，D7被反向击穿，从而C1被充电，C1同时兼具滤波作用，能通过D6输出较稳定的直流电压。电压整形与电气隔离电路中，由R4、R5对稳压储能电路输出的直流电压进行分压，为U1A提供同相端输入。由于R3两端电压大于R5两端电压，运放U1A输出低电压，此时U2中的二极管有电流通过，发光，其中R6为一限流电阻，光敏晶体管导通，R7中有电流流过，则运放U1B的反相输入端为高电压，大于同相端电压，其同相输入端电压是由R8、R9对电源电压分压而获得的，U1B的输出为低电压，即电压检测信号为低电平；当晶闸管导通时，其两端电压为零，使得R3两端电压为零，此前C1已被充电，使得稳压储能电路的输出电压保持稳定，那么此时运放U1A输出高电压，此时U2中的二极管无电流通过，不发光，则运放U1B的反相输入端为低电压，小于同相端电压，U1B的输出为高电压，即电压检测信号为高电平。

2.晶闸管阻断时两端为交流电压，那么必然会有过零的时候，在零点附近经整流后的直流电压为零或很小，小于稳压储能电路的输出电压，这时U1A输出高电压，和晶闸管导通时的输出相同，这样便会误认为此时晶闸管导通。为了识别这种情况设计了逻辑电路L1，该电路的输出信号即为晶闸管的通断信号，它利用触发信号将电压检测信号中的过零点信号识别出来，并转换为阻断信号。逻辑电路L1的工作逻辑为：当电压检测信号为低电平时，输出高电平信号；当电压检测信号为高电平，且有触发信号(无论是T1还是T2)时，输出低电平信号；其它情况下维持输出信号不变即可。

3.与非门F的作用是当主电路未通电时，为防止出现错误的逻辑信号，通过与非门F输出一信号到逻辑电路L2；与非门L的作用是汇集一相所有的晶闸管通断信号，当所有的晶闸管通断信号均为高电平时，则输出全关断信号到逻辑电路L2。

4.逻辑电路L2的作用是对两个与非门的输出信号进行处理。其工作逻辑为：当主电路未通电或有全关断信号时，输出全关断信号到控制系统，否则输出有电流信号到控制系统。

本电路的优点在于其能快速准确地给出主电路的零电流信息，可大为缩短正反组交接时的无环流死时，减小其对电机负载的不利影响。

附图说明

图1为稳压储能电路。

图2为电路全图。

具体实施方式

每相6个变流桥臂所需的电压检测电路按高低压隔离设计在两块电路板上，其它逻辑电路设计在低压部分的电路板上。