反并联晶闸管分相投切电容器的过零触发控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种反并联晶闸管分相投切电容器的过零触发控制电路，包括输入输出信号光电隔离单元、控制处理单元、过零检测单元和驱动隔离单元；输入输出信号光电隔离单元根据外部控制信号生成低电平控制信号，发送给控制处理单元；过零检测单元检测晶闸管两端的电压，发送给控制处理单元；控制处理单元根据晶闸管两端的电压是否相等的信号和低电平控制信号生成控制晶闸管启动的驱动信号，或控制晶闸管关闭的停止信号，发送给驱动隔离单元；驱动隔离单元根据驱动信号驱动晶闸管过零触发，以及根据停止信号停止驱动晶闸管的过零触发。上述过零触发控制电路能够防止晶闸管的非过零触发。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无功补偿及电能质量治理
，特别是涉及一种反并联晶闸管分相投切电容器的过零触发控制电路。
技术介绍
随着社会经济发展和技术进步，大量大功率的电力电子设备的应用，使得电网中大容量无功功率缺失、功率因数低、电压电流谐波含量增加、三相电压不平衡等，电能质量恶化严重。而传统的接触器投切电容器无功功率补偿设备，在低压大功率无功补偿领域已无法满足无功补偿快速性、准确性、经济性、可靠性的要求。因此作为一种更为优化的方案晶闸管投切电容器（TSC）设备在低压电力系统大功率无功补偿领域得到了广泛的应用。该设备能够快速跟踪负荷变化、准确可靠投切电容器、有效稳定系统电压、抑制或滤除谐波、提高功率因数、改善系统三相电压不平衡，提高系统电能质量。晶闸管投切电容器设备的核心是晶闸管过零触发控制电路，而如果过零信号采集不准确、触发时机不合理，则会导致晶闸管非过零触发，从而对电网产生涌流冲击，或者触发脉冲不合理、二次涌流，更会损坏晶闸管模块。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种能够防止晶闸管非过零触发的反并联晶闸管分相投切电容器的过零触发控制电路，能够延长晶闸管寿命。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：一种反并联晶闸管分相投切电容器的过零触发控制电路，包括输入输出信号光电隔离单元、控制处理单元、过零检测单元和驱动隔离单元；所述控制处理单元分别与所述输入输出信号光电隔离单元、所述过零检测单元和所述驱动隔离单元连接；所述输入输出信号光电隔离单元，用于根据外部控制信号生成低电平控制信号，并发送给所述控制处理单元；所述过零检测单元，用于检测晶闸管两端的电压，并发送给所述控制处理单元；所述控制处理单元，用于接收所述晶闸管两端的电压是否相等的信号和所述低电平控制信号，根据所述晶闸管两端的电压是否相等的信号和所述低电平控制信号生成控制所述晶闸管启动的驱动信号，或控制所述晶闸管关闭的停止信号，发送给所述驱动隔离单元；所述驱动隔离单元，用于根据所述驱动信号驱动所述晶闸管过零触发，以及根据所述停止信号停止驱动所述晶闸管的过零触发。优选的，还包括温度检测单元和风机控制单元；所述温度检测单元和所述风机控制单元均与所述控制处理单元连接；所述温度检测单元，用于检测所述晶闸管的当前温度，并所述当前温度发送给所述控制处理单元；所述控制处理单元，还用于接收所述当前温度，并在所述当前温度到达第一预设温度时，生成风机控制信号；以及在所述当前温度高于第二预设温度时生成控制所述晶闸管关闭的停止信号；所述风机控制单元用于根据所述风机控制信号控制与所述晶闸管对应的散热风机工作；其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。优选的，所述风机控制单元包括控制继电器、第一续流二极管和滤波电容；所述控制继电器的负极与所述输出输入信号光电隔离单元电连接，所述控制继电器的正极连接第一外接电源，所述控制继电器的输出常开节点连接第二外接电源，为所述散热风机供电；所述第一续流二极管反并联在所述控制继电器的两端；所述滤波电容并联在所述控制继电器的输出常开节点和所述第二外接电源的N极之间。优选的，所述温度检测单元包括温度检测电路、第一温度开关保护电路和第二温度开关保护电路；所述温度检测电路、所述第一温度开关保护电路和所述第二温度开关保护电路均与所述控制处理单元连接；所述温度检测电路，用于检测所述晶闸管的温度；所述第一温度开关保护电路，用于在所述晶闸管的温度高于所述第一预设温度时，向所述控制处理单元发送第一信号；所述控制处理单元根据所述第一信号生成所述风机控制信号；所述第二温度开关保护电路，用于在所述晶闸管的温度高于所述第二预设温度时，向所述控制处理单元发送第二信号；所述控制处理单元根据所述第二信号生成控制所述晶闸管关闭的停止信号。优选的，还包括显示单元和隔离电源单元；所述显示单元与所述控制处理单元连接；所述隔离电源单元为所述控制处理单元和所述显示单元供电；所述控制处理单元还用于在生成控制所述晶闸管关闭的停止信号时，向所述显示单元发送故障信息；所述显示单元，用于显示所述故障信息；所述隔离电源单元包括第一隔离变压器、第一二极管单相整流桥、三端正电压稳压器、发光二极管及第一电阻；所述第一隔离变压器的一次侧与第六外接电源电连接，二次侧与所述第一二极管单相整流桥的交流输入端连接；所述第一二极管单相整流桥的直流输出端的正极与所述三端正电压稳压器的输入端电连接，负极与所述三端正电压稳压器的接地端电连接；所述发光二极管与所述第一电阻串联，串联后的发光二极管和第一电阻并联在所述三端正电压稳压器的接地端和输出端之间。优选的，所述隔离电源单元还包括短路保护熔断器、第一平波电容、第一储能电容、第二平波电容和第二储能电容；所述第一隔离变压器的一次侧通过所述短路保护熔断器与所述第六外接电源电连接；所述第一平波电容和所述第一储能电容并联，且整体并联在所述第一二极管单相整流桥的正极和负极之间；所述第二平波电容和所述第二储能电容并联，且整体并联在所述三端正电压稳压器的输出端和接地端之间。优选的，所述输入输出信号光电隔离单元包括一个以上的输入信号光电隔离电路和一个以上的输出信号光电隔离电路；每个所述输入信号光电隔离电路均包括第一光耦合器和第四上拉电阻；所述第一光耦合器的第一引脚与第七外接电源的正极连接，第二引脚接收外部控制信号，第三引脚接地，第四引脚与所述控制处理单元电连接，并通过第四上拉电阻与第八外接电源电连接；每个所述输出信号光电隔离电路均包括第二光耦合器和第五上拉电阻；所述第二光耦合器的第一引脚通过所述第五上拉电阻与所述第八外接电源连接，第二引脚与所述控制处理单元连接，第三引脚与所述第七外接电源的负极连接，第四引脚输出电平信号。优选的，所述过零检测单元包括一个以上的过零检测电路；每个所述过零检测电路对应检测所述晶闸管两端的一相电压；每个所述过零检测电路均包括第三光耦合器、三极管和分压限流电阻；所述晶闸管包括两个并联的第一晶闸管和第二晶闸管；所述第三光耦合器的第一引脚通过第六上拉电阻与所述晶闸管电连接，第二引脚与所述三极管的集电极电连接，第四引脚与所述控制处理单元电连接；所述三极管的基极与所述分压限流电阻电连接；所述三极管的射极用于与所述第一晶闸管的K极电连接；所述分压限流电阻的另一端用于与所述第二晶闸管的K极电连接。优选的，所述过零检测电路还包括阻容吸收电路和第二续流二极管；所述阻容吸收电路和所述第二续流二极管并联；所述阻容吸收电路并联在所述三极管的基极和发射极之间；所述第二续流二极管并联在所述三极管的基极和发射极之间，且所述第二续流二极管的正极与所述三极管的发射极电连接，所述第二续流二极管的负极与所述三极管的基极电连接。优选的，所述驱动隔离单元包括一个以上的驱动隔离电路；每个所述驱动隔离电路对应一个所述过零检测电路；每个所述驱动隔离电路均包括第二隔离变压器、第二二极管单相整流桥、功率开关管和第四光耦合器；所述第二隔离变压器的一次侧与第九外接电源电连接，二次侧与所述第二二极管单相整流桥的交流输入端连接；所述第二二极管单相整流桥的直流输出端的正极与所述功率开关的S极电连接，负极与所述功率开关的D极电连接；所述第四光耦合器的第一引脚接第十外接电源，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反并联晶闸管分相投切电容器的过零触发控制电路，其特征在于，包括输入输出信号光电隔离单元、控制处理单元、过零检测单元和驱动隔离单元；所述控制处理单元分别与所述输入输出信号光电隔离单元、所述过零检测单元和所述驱动隔离单元连接；所述输入输出信号光电隔离单元，用于根据外部控制信号生成低电平控制信号，并发送给所述控制处理单元；所述过零检测单元，用于检测晶闸管两端的电压是否相等，并发送给所述控制处理单元；所述控制处理单元，用于接收所述晶闸管两端的电压是否相等的信号和所述低电平控制信号，根据所述晶闸管两端的电压是否相等的信号和所述低电平控制信号生成控制所述晶闸管启动的驱动信号，或控制所述晶闸管关闭的停止信号，发送给所述驱动隔离单元；所述驱动隔离单元，用于根据所述驱动信号驱动所述晶闸管过零触发，以及根据所述停止信号停止驱动所述晶闸管的过零触发。

【技术特征摘要】
1.一种反并联晶闸管分相投切电容器的过零触发控制电路，其特征在于，包括输入输出信号光电隔离单元、控制处理单元、过零检测单元和驱动隔离单元；所述控制处理单元分别与所述输入输出信号光电隔离单元、所述过零检测单元和所述驱动隔离单元连接；所述输入输出信号光电隔离单元，用于根据外部控制信号生成低电平控制信号，并发送给所述控制处理单元；所述过零检测单元，用于检测晶闸管两端的电压是否相等，并发送给所述控制处理单元；所述控制处理单元，用于接收所述晶闸管两端的电压是否相等的信号和所述低电平控制信号，根据所述晶闸管两端的电压是否相等的信号和所述低电平控制信号生成控制所述晶闸管启动的驱动信号，或控制所述晶闸管关闭的停止信号，发送给所述驱动隔离单元；所述驱动隔离单元，用于根据所述驱动信号驱动所述晶闸管过零触发，以及根据所述停止信号停止驱动所述晶闸管的过零触发。2.根据权利要求1所述的反并联晶闸管分相投切电容器的过零触发控制电路，其特征在于，还包括温度检测单元和风机控制单元；所述温度检测单元和所述风机控制单元均与所述控制处理单元连接；所述温度检测单元，用于检测所述晶闸管的当前温度，并所述当前温度发送给所述控制处理单元；所述控制处理单元，还用于接收所述当前温度，并在所述当前温度高于达第一预设温度时，生成风机控制信号；以及在所述当前温度高于第二预设温度时生成控制所述晶闸管关闭的停止信号；所述风机控制单元用于根据所述风机控制信号控制与所述晶闸管对应的散热风机工作；其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。3.根据权利要求2所述的反并联晶闸管分相投切电容器的过零触发控制电路，其特征在于，所述风机控制单元包括控制继电器、第一续流二极管和滤波电容；所述控制继电器的负极与所述输出输入信号光电隔离单元电连接，所述控制继电器的正极连接第一外接电源，所述控制继电器的输出常开节点连接第二外接电源，为所述散热风机供电；所述第一续流二极管反并联在所述控制继电器的两端；所述滤波电容并联在所述控制继电器的输出常开节点和所述第二外接电源的N极之间。4.根据权利要求2所述的反并联晶闸管分相投切电容器的过零触发控制电路，其特征在于，所述温度检测单元包括温度检测电路、第一温度开关保护电路和第二温度开关保护电路；所述温度检测电路、所述第一温度开关保护电路和所述第二温度开关保护电路均与所述控制处理单元连接；所述温度检测电路，用于检测所述晶闸管的温度；所述第一温度开关保护电路，用于在所述晶闸管的温度高于所述第一预设温度时，向所述控制处理单元发送第一信号；所述控制处理单元根据所述第一信号生成所述风机控制信号；所述第二温度开关保护电路，用于在所述晶闸管的温度高于所述第二预设温度时，向所述控制处理单元发送第二信号；所述控制处理单元根据所述第二信号生成控制所述晶闸管关闭的停止信号。5.根据权利要求1所述的反并联晶闸管分相投切电容器的过零触发控制电路，其特征在于，还包括显示单元和隔离电源单元；所述显示单元与所述控制处理单元连接；所述隔离电源单元为所述控制处理单元和所述显示单元供电；所述控制处理单元还用于在生成控制所述晶闸管关闭的停止信号时，向所述显示单元发送故障信息；所述显示单元，用于显示所述故障信息；所述隔离电源单元包括第一隔离变压器、第一二极管单相整流桥、三端正电压稳压器、发光二极管及第一电阻；所述第一隔离变压器的一次侧与第六外接电源电连接，所述第一隔离变压器的二次侧与所述第一二极管单相整流桥的交流输入端连接；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨倩倩，高学超，孙大伟，何永超，邢勇，张洪涛，
申请(专利权)人：廊坊英博电气有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13