[发明专利]串并联型晶闸管开关自触发方法

说明书

技术领域

本发明涉及电工技术领域，尤其是一种串并联型晶闸管开关自触发方法。 

背景技术

基于电力电子技术的各种装置在国民经济各部门已获得越来越广泛的应用。其中串并联型普通晶闸管开关作为基本部件在高压大功率的电力电子装置中获得了大量应用，例如晶闸管开关过零投切电容器（TSC），晶闸管开关过零投切电抗器（TSR），晶闸管开关过零调功器，变压器电力电子调压等。在这些应用中，串并联晶闸管触发电路的设计是最基本的技术，目前均采用电磁触发和光电触发方法。 

电磁触发原理结线如图1所示，它包括同步变压器，脉冲发生，整形功放，脉冲变压器隔离等，以产生不同极性强脉冲加至各串并联晶闸管控制极上，各晶闸管开关的控制信号只是控制该开关触发脉冲的施加。

光电触发的原理结线如图2所示。它较电磁触发更复杂，每相有一个VBE板，它的作用相当于电磁触发的触发脉冲的产生形成，对每个晶闸管都能产生触发信号，但是否施加仍取决于各晶闸管开关的控制信号；除此，VBE板还需将各晶闸管的触发信号，转换成光信号由光纤传输送给各晶闸管的TE板。光纤的作用如同电磁触发的脉冲变压器，除传送各晶闸管的触发信号外，还起TE板和VBE板的隔离作用。TE板的作用是将VBE板传送的触发信号由光转换成电信号，再经序列处理功放后，直接加于各晶闸管的控制极。

近十年来，由于光纤价格下降，光电触发较电磁触发更能保证串并联晶闸管的触发脉冲同时性，提高了触发的可靠性，因而在串并联晶闸管数较大的高压大容量电力电子装置中获得广泛应用。

无论是电磁触发还是光电触发（特别是后者）的电路都很复杂，不仅装置元器件增加，更增加了设计、制作调试和维护的工作和人工成本。

但是对于很多电力电子装置所需晶闸管开关很多，但构成每个晶闸管开关的晶闸管对的串并联数确不多。据实际设计运行，对于开关型电力电子部件几乎全部在晶闸管两端电压等于零或很小时接入，当串并联数不很多时，对动态均压和触发的同时性要求不高，特别是晶闸管开关接入的是容性负载。此时千篇一律采用光电触发和电磁触发不仅增加了成本，而且没有必要。

现在也有不少晶闸管开关（例如固态继电器）也采用自触发电路，但触发电压的产生采用电阻R并联二极管D的结构（如图3所示），触发电压U_G电阻电压U_R=晶闸管两端电压U_T，上升陡度小，难以保证串、并联型晶闸管对触发脉冲的要求,因而只适用于低压（400V以下）非串联、非并联型晶闸管开关。

发明内容

本发明的目的是：提供一种串并联型晶闸管开关自触发方法，它不仅满足串并联晶闸管对触发脉冲的要求，还使晶闸管开关装置触发电路简单，勿需附加的由专门电源供电的复杂的触发脉冲电压产生加工及分配。 

本发明是这样实现的：串并联型晶闸管开关自触发方法，在构成串并联晶闸管开关的每个反并联晶闸管对的晶闸管的控制极G和阴极K间并接有二级管D和电容C，然后通过一个电感L和一个可控开关KC把两个晶闸管的控制级G串联联结起来，构成该晶闸管对的自触发电路；两个以上的反并联晶闸管对串联或并联联接构成串并联型晶闸管开关，它们各将一个负载串联接入交流电网时，只需同时接通各晶闸管对自触发电路的控制隔离开关KC，将在正向电压作用的各晶闸管的控制极G和阴极Ｋ间的电容C上同时产生触发电压U_G,而使该类晶闸管同时导通，其触发电压电源直接取自于晶闸管的正向主电压，从而实现串并联型晶闸管开关的自触发。

根据串联电路电感L和电容C电压分布特点，合理选择每个晶闸管对自触发电路的电感L和控制极一阴极间的电容C的参数，可使待通晶闸管触发电压U_G前沿的上升陡度远高于它们的正向主电压前沿上升陡度，从而保证串并联晶闸管对触发脉冲的要求，同时还应保证对应晶闸管导通前触发电压U_G不超过二级管D和小容量电容C的耐压强度。

所述的可控开关KC由光控双向晶闸管开关GKT以及直流电源DC组成；每个光控双向晶闸管开关GKT的双向可控硅串联在对应晶闸管对的任一控制极G与电感L之间，所有光控双向晶闸管开关GKT的发光二极管与直流电源DC并联；通过控制直流电源DC的通断就可同时控制这个开关的通断。