一种晶闸管驱动电路及方法技术

技术编号:18118911 阅读:28 留言:0更新日期:2018-06-03 10:37
本发明专利技术公开了一种晶闸管驱动电路,包括:转换模块,用于在晶闸管使能信号有效时,输出恒流;以及,驱动模块,与所述转换模块、晶闸管门级连接,用于在所述晶闸管使能信号无效时,通过输入电源为储能电容充电;在所述晶闸管使能信号有效时,将所述储能电容的电压加载到所述晶闸管门级,使所述晶闸管门级的电压突变,进而将所述恒流输出至所述晶闸管门级,以维持所述晶闸管门级驱动电流。本发明专利技术还公开了一种晶闸管驱动方法。本发明专利技术能够显著降低电路的发热,同时保持大的驱动功率、良好的暂态响应。

A type of thyristor drive circuit and method

The invention discloses a thyristor driving circuit, which includes a conversion module, which is used to output constant current when the thyristor is effective, and the drive module is connected with the conversion module and the thyristor gate level to charge the energy storage capacitor by the input power supply when the thyristor is ineffective. When the thyristor is effective, the voltage of the energy storage capacitor is loaded to the gate level of the thyristor, and the gate level voltage of the thyristor is abrupt, and then the constant current is output to the gate level of the thyristor to maintain the gate level driving current of the thyristor. The invention also discloses a thyristor driving method. The invention can significantly reduce the heating of the circuit, while maintaining a large driving power and good transient response.

【技术实现步骤摘要】
一种晶闸管驱动电路及方法
本专利技术涉及电子
,尤其涉及一种晶闸管驱动电路及方法。
技术介绍
晶闸管(SCR)在开通瞬间,能承受的di/dt取决于其门极的触发电流的幅值和斜率。为了提高大功率SCR的可靠性,需要采用高电流的驱动(5~10倍额定触发电流)。通常SCR门极的驱动平均功率较小,因此有必要采用脉冲式驱动,才能获得大电流触发的效果,同时满足门极的驱动功率降额。另外由于SCR的门极压降与温度、导通电流的变化率有关,为了可靠的驱动,驱动电流最好保持恒定。所以通常采用较高电压(例如24V~30V),通过驱动电阻的方式实现近似恒流驱动,同时满足在门极压降较高(SCR导通电流di/dt较大时,门极电压会出现突增)的情况下,也有足够的驱动电流。但这种驱动电路明显存在问题,驱动电流较大,导致与电源串联的电阻功率也很大,从而使得电路发热严重。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题,提供了一种晶闸管驱动电路及方法,能够显著降低电路的发热,同时保持大的驱动功率、良好的暂态响应。本专利技术就上述技术问题而提出的技术方案如下:一方面,本专利技术提供一种晶闸管驱动电路,包括:转换模块,用于在晶闸管使能信号有效时,输出恒流;以及,驱动模块,与所述转换模块、晶闸管门级连接,用于在所述晶闸管使能信号无效时,通过输入电源为储能电容充电;在所述晶闸管使能信号有效时,将所述储能电容的电压加载到所述晶闸管门级,使所述晶闸管门级的电压突变,建立驱动电流,使所述恒流输出至所述晶闸管门级,以维持所述晶闸管门级驱动电流。进一步地,所述转换模块包括降压式BUCK变换器、第二场效应管、电感和第二驱动信号接口;所述转换模块具体用于在晶闸管使能信号有效时,所述第二驱动信号接口输入的信号有效,所述BUCK变换器被使能,所述第二场效应管导通,所述BUCK变换器逐波限流,通过所述电感输出恒流。进一步地,所述驱动模块包括第一储能电容、第二储能电容、变压器、第一场效应管和第一驱动信号接口;所述驱动模块具体用于在所述晶闸管使能信号无效时,通过输入电源对所述第一储能电容和所述第二储能电容充电;在所述晶闸管使能信号有效时,所述第一驱动信号接口输入的信号有效,所述第二驱动信号接口输入的信号无效,所述第二场效应管断开,所述第一场效应管导通,所述第一储能电容和所述第二储能电容的电压通过所述变压器加载到所述晶闸管门级,使所述晶闸管门级的电压突变,从而在驱动回路上,快速建立驱动电流,在所述晶闸管门级的电压下降后,将所述恒流按照所述变压器的变比输出至所述晶闸管门级,以维持所述晶闸管门级的驱动电流。进一步地,所述转换模块还包括续流二极管;所述转换模块还用于在所述第一控制信号接口输入的信号和所述第二控制信号接口输入的信号均无效时,所述电感的电流通过所述续流二极管续流至输入电源,并降为0;所述驱动模块还用于关闭驱动输出,使所述驱动电流降为0,并通过所述输入电源为所述第一储能电容和所述第二储能电容充电。进一步地,所述BUCK变换器包括正输入端、负输入端、使能端和输出端;所述BUCK变换器的正输入端与所述输入电源的正极连接,所述负输入端接地,所述使能端分别与所述第二驱动信号接口、所述驱动模块连接,所述输出端与所述电感的一端连接;所述电感的另一端分别与所述续流二极管的正极、所述第二场效应管的漏极、所述驱动模块连接,所述续流二极管的负极与所述输入电源的正极连接,所述第二场效应管的栅极与所述第二驱动信号接口连接,所述第二场效应管的源极接地。进一步地,所述驱动模块还包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电阻、第二电阻;所述变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组;所述第一二极管的正极与所述输入电源的正极连接,所述第一二极管的负极通过所述第一电阻与所述变压器的第一原边绕组的同名端连接;所述第二二极管的正极与所述电感的一端连接,所述第二二极管的负极与所述第一原边绕组的同名端连接;所述第二电阻的一端与所述输入电源的正极连接,所述第二电阻的另一端分别与所述第三二极管的正极、所述第二储能电容的一端连接,所述第二储能电容的另一端接地,所述第三二极管的负极分别与所述第一原边绕组的异名端、所述第二原边绕组的同名端、所述第一储能电容的一端连接,所述第一储能电容的另一端接地;所述第一控制信号接口分别与所述BUCK变换器的使能端、所述第一场效应管的栅极连接,所述第一场效应管的漏极与所述第二原边绕组的异名端连接,所述第一场效应管的源极接地;所述变压器的副边绕组的两端分别与所述晶闸管门级的两端连接。进一步地,所述驱动模块还包括第四二极管、第五二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第三电阻和第四电阻;所述第一电容的一端与所述第一场效应管的漏极连接,所述第一电容的另一端接地;所述第四二极管的正极与所述第一场效应管的漏极连接,所述第四二极管的负极分别与所述第二电容的一端、所述第三电阻的一端连接,所述第二电容的另一端接地,所述第三电阻的另一端接地;所述第五二极管的正极与所述副边绕组的同名端连接,所述第五二极管的负极分别与所述第三电容的一端、所述晶闸管门级的一端连接,所述副边绕组的异名端分别与所述第三电容的另一端、所述晶闸管门级的另一端连接;所述第四电阻与所述第三电容并联。优选地,所述BUCK变换器为DC-DC芯片(需带逐波限流功能)。另一方面,本专利技术提供一种晶闸管驱动方法,所述晶闸管驱动方法应用于上述晶闸管驱动电路,所述晶闸管驱动方法包括:在晶闸管使能信号无效时,输入电源为驱动模块中的储能电容充电;在所述晶闸管使能信号有效时,转换模块输出恒流,所述驱动模块将所述储能电容的电压加载到所述晶闸管门级,使所述晶闸管门级的电压突变,进而建立驱动电流,所述恒流输出至所述晶闸管门级,以维持所述晶闸管门级的驱动电流。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是:采用转换模块代替传统的电阻,由于转换模块的逐波限流功能,相当于是在峰值电流处的滞环控制,因此转换模块输出的恒流性能好,带宽高,为良好的暂态响应提供保障;电路中没有明显耗能的元件,功率大部分输出到被驱动的晶闸管门级上,显著降低电路的发热,同时保持大的驱动功率;合理控制晶闸管使能信号的有效或无效,减少转换模块的工作时间,达到节能效果;根据所需条件调整变压器的变比,以调节转换模块输出的恒流与驱动电流的比值;晶闸管门极电压突变时,驱动电流响应情况只受BUCK转换器输出恒流及开关频率限制,稳态电流只受BUCK转换器的限流值限制,电路的动态、稳态特性好,而电阻限流则随晶闸管门极的电压和驱动电流相应变化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的晶闸管驱动电路的结构示意图;图2是本专利技术实施例一提供的晶闸管驱动电路中的驱动模块的结构示意图;图3是本专利技术实施例一提供的晶闸管驱动电路中的晶闸管门级电压和门级电流的波形图;图4是本专利技术实施例一提供的晶闸管驱动电路中第一驱动信号接口和第二驱动信号接口的工作原理图;图5是本专利技术实施例二提供的晶闸管驱动方法的流程示意图本文档来自技高网...
一种晶闸管驱动电路及方法

【技术保护点】
一种晶闸管驱动电路,其特征在于,包括:转换模块,用于在晶闸管使能信号有效时,输出恒流;以及,驱动模块,与所述转换模块、晶闸管门级连接,用于在所述晶闸管使能信号无效时,通过输入电源为储能电容充电;在所述晶闸管使能信号有效时,将所述储能电容的电压加载到所述晶闸管门级,使所述晶闸管门级的电压突变,建立驱动电流,进而使所述恒流输出至所述晶闸管门级,以维持所述晶闸管门级驱动电流。

【技术特征摘要】
1.一种晶闸管驱动电路,其特征在于,包括:转换模块,用于在晶闸管使能信号有效时,输出恒流;以及,驱动模块,与所述转换模块、晶闸管门级连接,用于在所述晶闸管使能信号无效时,通过输入电源为储能电容充电;在所述晶闸管使能信号有效时,将所述储能电容的电压加载到所述晶闸管门级,使所述晶闸管门级的电压突变,建立驱动电流,进而使所述恒流输出至所述晶闸管门级,以维持所述晶闸管门级驱动电流。2.如权利要求1所述的晶闸管驱动电路,其特征在于,所述转换模块包括降压式BUCK变换器、第二场效应管、电感和第二驱动信号接口;所述转换模块具体用于在晶闸管使能信号有效时,所述第二驱动信号接口输入的信号有效,所述BUCK变换器被使能,所述第二场效应管导通,所述BUCK变换器逐波限流,通过所述电感输出恒流。3.如权利要求2所述的晶闸管驱动电路,其特征在于,所述驱动模块包括第一储能电容、第二储能电容、变压器、第一场效应管和第一驱动信号接口;所述驱动模块具体用于在所述晶闸管使能信号无效时,通过输入电源对所述第一储能电容和所述第二储能电容充电;在所述晶闸管使能信号有效时,所述第一驱动信号接口输入的信号有效,所述第二驱动信号接口输入的信号无效,所述第二场效应管断开,所述第一场效应管导通,所述第一储能电容和所述第二储能电容的电压通过所述变压器加载到所述晶闸管门级,使所述晶闸管门级的电压突变,从而在驱动回路上,快速建立驱动电流,在所述晶闸管门级的电压下降后,将所述恒流按照所述变压器的变比输出至所述晶闸管门级,以维持所述晶闸管门级的驱动电流。4.如权利要求3所述的晶闸管驱动电路,其特征在于,所述转换模块还包括续流二极管;所述转换模块还用于在所述第一控制信号接口输入的信号和所述第二控制信号接口输入的信号均无效时,所述电感的电流通过所述续流二极管续流至输入电源,并降为0;所述驱动模块还用于关闭驱动输出,使所述驱动电流降为0,并通过所述输入电源为所述第一储能电容和所述第二储能电容充电。5.如权利要求4所述的晶闸管驱动电路,其特征在于,所述BUCK变换器包括正输入端、负输入端、使能端和输出端;所述BUCK变换器的正输入端与所述输入电源的正极连接,所述负输入端接地,所述使能端分别与所述第二驱动信号接口、所述驱动模块连接,所述输出端与所述电感的一端连接;所述电感的另一端分别与所述续流二极管的正极、所述第二场效应管的漏极、所述驱动模块连接,所述续流二极管的负极与所述输入电源的正极连接,所述第二场...

【专利技术属性】
技术研发人员:龙成强
申请(专利权)人:深圳市盛弘电气股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1