[发明专利]一种可关断晶闸管驱动电路及控制方法

说明书

本发明提供一种可关断晶闸管驱动电路及控制方法，所述可关断晶闸管驱动电路包括驱动电源模块、关断电路以及开通电路；所述驱动电源模块分别和所述关断电路以及开通电路电性连接，实现所述驱动电源模块分别向所述关断电路以及开通电路直接充电。从而可以实现各模块独立上电，满足驱动上电时的快速解锁需求。并且本发明针对上述可关断晶闸管驱动电路在驱动上电过程中对电路模块上电时序进行控制，使得可关断晶闸管器件分别具备进行开通和关断动作的能力，然后结束上电操作。极大缩短了器件上电后闭锁的时间。

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种可关断晶闸管驱动电路及控制方法。

背景技术

集成门极换流晶闸管（IGCT）是一种用于大容量电力电子装置的新型开关器件，主要由封装在管壳内部的GCT芯片和集成在管壳外部的驱动构成。IGCT驱动主要承担的功能为接受上层控制系统的通信信号，并将其转换为用于开通和关断GCT芯片的电压电流信号。

除IGCT以外，门极关断晶闸管（GTO）、超级门极关断晶闸管（SGTO）等其他可关断晶闸管器件的驱动电路与IGCT十分类似，其驱动电路可使用相同或类似的方法进行改进。

现有可关断晶闸管驱动的主要电路模块如图1所示，包含电源模块、控制模块、保护模块、开通模块、关断模块五个部分。其中电源模块为其他模块提供稳定的电压及一定的输入功率；控制模块接收上层控制系统下发的开关指令，并向其他模块发送对应的控制信号；保护模块监测驱动及器件的关键参数，发生异常时做出必要的保护动作，并向上层控制系统发送反馈；开通模块能够产生特定波形的门极触发电流，使得可关断晶闸管芯片可靠开通；关断模块能够强迫可关断晶闸管芯片阴极电流迅速换流至门极而关断，且使芯片能够稳定阻断。在各个模块中，开通模块和关断模块占据了驱动总损耗的绝大部分，也是可关断晶闸管驱动电路的主体。

现有IGCT驱动的开通模块和关断模块中包含大量电容（开通模块在mF量级，关断电容在百mF量级），上电时为电容充电需要很大的瞬时功率（200W左右）以及较长的时间（数百ms），上电时开通模块与关断模块中的电容同时充电，待全部电路模块均上电完成后，整个驱动才能解锁运行。在某些应用场合下，IGCT驱动电源的输入功率受到限制（仅为数W），无法在短时间内使全部模块完成上电；同时上层系统又要求可关断晶闸管器件在最短的时间内具备部分开通功能，从而能够实现受控开通以及电流过零自然关断，器件即可解除闭锁，系统整体可进入半控运行模式；待较长时间之后，整个驱动完成上电，具备受控开通和受控关断的能力，系统进入全控运行模式。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种可关断晶闸管驱动电路及控制方法。

本发明通过如下技术方案实现：

本发明提供一种可关断晶闸管驱动电路，包括驱动电源模块、关断电路以及开通电路；

所述驱动电源模块分别和所述关断电路以及开通电路电性连接，实现所述驱动电源模块分别向所述关断电路以及开通电路直接充电。

进一步的，所述关断电路包括第一变换器、第一电容器以及第一开关元件；

所述第一变换器的输入端与所述驱动电源模块的正极电性连接，所述第一变换器的输出端与所述第一电容器的负极电性连接，所述第一电容器的正极与驱动电源模块的接地端以及可关断晶闸管芯片的芯片阴极电性连接；

所述第一开关元件的一端与所述第一电容器的负极以及所述第一变换器的输出端电性连接，所述第一开关元件的另一端用于和可关断晶闸管芯片的芯片门极电性连接；

并通过控制所述第一开关元件实现将可关断晶闸管芯片的芯片门极与所述第一电容器的负极电性连接。

进一步的，所述开通电路包括第二变换器、第二电容器以及触发电路；