[发明专利]一种串联晶闸管可靠触发电路

说明书

本发明涉及一种串联晶闸管可靠触发电路，包括至少两组相互串联晶闸管组，每组晶闸管组的两端均并联阻容吸收支路，且包含反并联的晶闸管G21、G22，每个晶闸管门极均连接有一晶闸管触发电路，每组晶闸管组均配套一强制触发电路，强制触发电路具有压敏电阻RZ21、RZ22和RZ23，以及二极管D2、D3，压敏电阻RZ21、RZ22和RZ23依次串联后并联于该组晶闸管组的两端，从而与所述阻容吸收支路组合形成用于限制晶闸管两端浪涌尖峰电压的浪涌吸收保护电路，压敏电阻RZ21和RZ22之间的连接处经二极管D2连接至晶闸管G22的门极，压敏电阻RZ22和RZ23之间的连接处经二极管D3连接至晶闸管G21的门极。本发明能够低成本小体积的解决同一串联回路中串联晶闸管没有及时触发而过压击穿的问题。

技术领域

本发明涉及电力电子技术，尤其是一种串联晶闸管可靠触发电路。

背景技术

晶闸管换流阀、中高压交流电机固态软起动器、静止无功补偿SVC等中高压设备由于工作环境电压等级很高，需采用大量晶闸管串联的方法来解决单支晶闸管耐压不够的问题。柔性直流输电中晶闸管换流阀电压工作环境达±800kV，静止无功补偿SVC电压工作环境达35kV，甚至更高；而现有技术的单支晶闸管最高耐压只能达到8500V，且是直流；所以，这种需要使用晶闸管的高压设备须采用多支晶闸管串联分压，既不超出单支晶闸管的耐压要求，又满足设备的高压使用环境。同时，晶闸管在在开通关断过程中由于线路电感的原因，容易在晶闸管阴阳极之间产生浪涌尖峰电压，往往需要在晶闸管阴阳极之间并联阻容(RC)吸收和压敏电阻，以吸收浪涌尖峰电压，保护晶闸管。

静止无功补偿SVC的主回路电气拓扑图如图一所示，分A、B、C三相，每相由若干支晶闸管SCR串联，在每支晶闸管上均并联有阻容吸收RC和压敏RZ过压吸收电路。同一相所有串联晶闸管需同时触发，且可靠触发。若不能同时和可靠触发，则后触发的晶闸管将承受全部电源电压，从而导致后触发晶闸管过电压击穿。为确保串联晶闸管不过压击穿，通常从三个方面进行保障：一是可靠触发，尽可能使开通时间趋于一致；其二是选择反向恢复电荷基本一致的晶闸管；其三是每只晶闸管两端并联RC(阻容)瞬态吸收电路和过压吸收(压敏)电路。但对各串联晶闸管同时触发的触发电路参数不可能完全一致，即使高压设备出厂前筛选出参数基本一致的触发电路进行装配，也会随着使用年限、器件老化等因素导致触发电路参数差异曾大，使晶闸管触发开通时间误差增大。触发电路参数不一致和触发电路工作过程中损坏，对串联晶闸管而言是非常危险的，滞后导通的晶闸管将过电压击穿。晶闸管的特点是触发导通后，需要晶闸管两端电压过零才能关断，所以，晶闸管导通后即使触发信号消失，晶闸管也不会从导通状态变为断开状态，而要等到晶闸管两端电压过零才能断开。在50Hz的交流电网中，电压过零周期为10ms，假如在电压过零后4ms处导通晶闸管，则要等6ms时才能关断。所以，串联晶闸管触发控制系统即使能检测到导通不一致的信息，也没有及时办法将已经导通的晶闸管关断来保护滞后导通的晶闸管，只能“眼睁睁”看着滞后导通晶闸管被过压击穿。

触发电路参数完全一致和永不损坏，是很难实现的。即使能做到基本一致，或定期检查，也要花费巨大代价。

发明内容

本发明提供一种串联晶闸管可靠触发电路，能够构成强制触发，低成本小体积的解决同一串联回路中晶闸管常规触发电路参数不一致或损坏所导致串联晶闸管没有及时触发而过压击穿的问题。

为实现所述目的，本发明第一方面公开了一种串联晶闸管可靠触发电路，包括至少两组相互串联用于串联分压的晶闸管组，其中每组晶闸管组的两端均并联有由电阻R21、电容C21串联形成的阻容吸收支路，且每组晶闸管组包含至少两个反并联的晶闸管G21、G22，每组晶闸管组中的每个晶闸管门极均连接有一晶闸管触发电路用以驱动该晶闸管的通断，

每组晶闸管组均配套有一强制触发电路，所述强制触发电路具有至少三个压敏电阻RZ21、RZ22和RZ23，以及至少两个二极管D2、D3，