一种自保护高效相控整流驱动电路制造技术

本发明专利技术涉及电力电子技术领域，尤其是一种自保护高效相控整流驱动电路，CPU通过同步信号检测电路检测输入电压的相位、相序，CPU通过驱动电路、直流电流检测电路、直流电压检测电路和三相桥温度信号检测电路连接三相桥式相控整流电路，主电路接触器连接三相桥相控整流电路，温度信号检测电路，中间继电器连接主电路接触器，负载连接三相式相控整流电路。本发明专利技术采集三相输入电压同步信号到CPU，然后采用锁相环技术实现对三相电压相位的同步锁定；将主电路三相桥温度信号、驱动电路的故障信号、直流母线上的直流电压信号、直流电流检测信号采集后送入CPU。

【技术实现步骤摘要】
一种自保护高效相控整流驱动电路
本专利技术涉及电力电子
，尤其是一种自保护高效相控整流驱动电路。
技术介绍
煤矿、轨道交通等行业对整流器有很强的依赖性，用来获取可控或者不可控的直流电压。常规的整流环节广泛采用二极管不可控整流电路与晶闸管相控整流电路。随着轨道交通飞速发展，轨道交通对兆瓦级大功率相控整流器的需求在不断增加，高功率、大电流、高电压的晶闸管器件在轨道交通领域得到了广泛的应用；并且伴随着我国煤矿开采效率的不断提高，大功率采煤机组及运输设备不断被应用，这些动力设备的变频调速都是通过将电网传来交流电整流成直流电，然后将直流电逆变成不同频率的交流电实现对电机的变频调速的，矿用机械设备功率的不断增加对其矿用变频器前端整流器功率的要求也在不断增大，大功率的相控整流开关器件在煤矿上就被广泛的使用，这就要求为功率器件匹配大功率的相控整流驱动电路。大功率的开关器件在轨道交通、煤矿的广泛应用，对相控整流电路的安全性也要得到重视，这就需要驱动电路具有自保护功能，即当整流电路发生故障时，驱动电路可以有效检测到故障信号并采用相应动作切断电源。可见煤矿、轨道交通上急需要一种大功率高效且具有自保护功能的相控整流驱动电路。通过市场调研发现，现有的相控整流驱动电路普遍存在如下缺陷：1、电路结构设计复杂，导致其故障率比较高，当发生故障时，很难将驱动电路拆成各个模块进行分散测试与维修，工程师很难在短时间内找到故障的准确位置；2、驱动电路自动保护功能不全，不能完全实现对直流母线过压、过流、驱动电路故障的所有保护功能。因此，对于上述问题有必要提出一种自保护高效相控整流驱动电路。专利
技术实现思路
本专利技术目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种自保护高效相控整流驱动电路。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现：一种自保护高效相控整流驱动电路，包括三相桥式相控整流电路、CPU、驱动电路、中间继电器、主电路接触器、同步信号检测电路、三相桥温度信号检测电路、直流电流检测电路、直流电压检测电路和负载，所述CPU通过同步信号检测电路连接三相桥式相控整流电路，所述CPU通过驱动电路、直流电流检测电路和直流电压检测电路连接三相桥式相控整流电路，所述主电路接触器连接三相桥温度信号检测电路，所述中间继电器连接主电路接触器，所述负载连接三相桥式相控整流电路。优选地，所述驱动电路包括脉冲信号形成电路、信号传输电路、功率放大电路以及保护电路；所述脉冲信号形成电路通过信号传输电路连接功率放大电路，所述功率放大电路连接保护电路。优选地，所述脉冲信号形成电路采用PWM技术与DSP芯片组成的控制电路输出6路脉冲去控制主电路晶闸管的通断。优选地，所述功率放大电路包括脉冲变压器输入电路、脉冲变压器、脉冲变压器输出驱动电路；所述脉冲变压器输入电路通过脉冲变压器连接脉冲变压器输出驱动电路。优选地，所述保护电路包括故障检测电路；所述故障检测电路包括比较器电路、与门电路、锁存器电路和继电器驱动电路；所述比较器电路通过与门电路连接锁存器电路，所述锁存器电路连接继电器驱动电路。本专利技术有益效果：本专利技术采集三相输入电压同步信号到CPU，然后采用锁相环技术实现对三相电压相位的同步锁定；将主电路三相桥温度信号、驱动电路的故障信号、直流母线上的直流电压信号、直流电流检测信号采集后送入CPU，当电路直流母线电压过压、流母线电流过流、过温或者在驱动电路发生故障时,采用中间继电器K1自动来控制主电路接触器K2的关断来切断三相交流电的输入来实现电路的自保护功能，并同时停止负载工作；通过软件PI实现输出直流电压、电流的调节功能；运用电力电子技术、自动化技术，实现了对大功率相控整流电路高效可靠的驱动并且可靠性高，具有自保护功能。在电力电子
将会有很大的市场前景。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的原理图；图2是本专利技术的信号传输电路图3是本专利技术的电平转换电路图；图4是本专利技术的功率放大电路图；图5(a)是本专利技术的故障检测电路图；图5(b)是本专利技术的继电器驱动电路图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1并结合图2至图5所示，一种自保护高效相控整流驱动电路，包括三相桥式相控整流电路、CPU、驱动电路、中间继电器、主电路接触器、同步信号检测电路、三相桥温度信号检测电路、直流电流检测电路、直流电压检测电路和负载，所述CPU通过同步信号检测电路连接三相桥式相控整流电路，所述CPU通过驱动电路、直流电流检测电路和直流电压检测电路连接三相桥式相控整流电路，所述主电路接触器连接三相桥式相控整流电路，所述中间继电器连接主电路接触器，所述负载连接三相桥式相控整流电路。进一步的，所述驱动电路包括脉冲信号形成电路、信号传输电路、功率放大电路以及保护电路；所述脉冲信号形成电路通过信号传输电路连接功率放大电路，所述功率放大电路连接保护电路。如图1-图4所示：脉冲信号形成电路中的CPU通过算法，发出6路脉冲信号T1-T6，送人到信号传输电路，输出6路脉冲M1-M6，送入电平转换电路，输出信号J1-J6,送人功率放大电路，产生6路脉冲G1-G6，驱动晶闸管工作。进一步的，所述脉冲信号形成电路采用PWM技术与DSP芯片组成的控制电路输出6路脉冲去控制主电路晶闸管的通断。其中，所述功率放大电路包括脉冲变压器输入电路、脉冲变压器、脉冲变压器输出驱动电路；所述脉冲变压器输入电路通过脉冲变压器连接脉冲变压器输出驱动电路。此外，所述保护电路包括故障检测电路；所述故障检测电路包括比较器电路、与门电路、锁存器电路和继电器驱动电路；所述比较器电路通过与门电路连接锁存器电路，所述锁存器电路连接继电器驱动电路。检测到的相控整流电路输出电压U、电流I经过比较电路，输出的电压U和I信号，和短路SC信号，经过与门合成一个信号，送人锁存器，锁存器输出信号与CPU的控制信号CPU_RLY信号相与，控制驱动继电器工作。本专利技术采集三相输入电压同步信号到CPU，然后采用锁相环技术实现对三相电压相位的同步锁定；将主电路三相桥温度信号、驱动电路的故障信号、直流母线上的直流电压信号、直流电流检测信号采集后送入CPU，当电路直流母线电压过压、直流母线电流过流、相控整流电路过温或者在驱动电路发生故障时,采用中间继电器K1自动来控制主电路接触器K2的关断来切断三相交流电的输入来实现电路的自保护功能，并同时停止负载工作；通过软件PI实现输出直流电压、电流的调节功能；运用电力电子技术、自动化技术，实现了对大功率相控整流电路高效可靠的驱动并且可靠性高，具有自保护功能。在电力电子
将会有很大的市场前景。工作原理如下：(1)如图1中所示，脉冲信号形成电路采用PWM技术与DSP芯片组成的控制电路输出6路脉冲去控制主电路晶闸管的通断，DSP芯片发出6路PWM波T1～T6。(2)信号传输电路如图2所示。图中包含6路触发脉冲信号的传输。因为这6路的工作原理相同，取脉冲信号T1所在的第1路进行说明。在图2中，U1是光仟驱动与非门逻辑转换芯片，1、2管脚的输入控制3管脚的输出；6、7管脚的输入控制5管脚的输出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自保护高效相控整流驱动电路，其特征在于：包括三相桥式相控整流电路、CPU、驱动电路、中间继电器、主电路接触器、同步信号检测电路、三相桥温度信号检测电路、直流电流检测电路、直流电压检测电路和负载，所述CPU通过同步信号检测电路连接三相桥式相控整流电路和三相桥温度信号检测电路，所述CPU通过驱动电路、直流电流检测电路和直流电压检测电路连接三相桥式相控整流电路，所述主电路接触器连接三相桥式相控整流电路，所述中间继电器连接主电路接触器，所述负载连接三相桥式相控整流电路。

【技术特征摘要】
1.一种自保护高效相控整流驱动电路，其特征在于：包括三相桥式相控整流电路、CPU、驱动电路、中间继电器、主电路接触器、同步信号检测电路、三相桥温度信号检测电路、直流电流检测电路、直流电压检测电路和负载，所述CPU通过同步信号检测电路连接三相桥式相控整流电路和三相桥温度信号检测电路，所述CPU通过驱动电路、直流电流检测电路和直流电压检测电路连接三相桥式相控整流电路，所述主电路接触器连接三相桥式相控整流电路，所述中间继电器连接主电路接触器，所述负载连接三相桥式相控整流电路。2.如权利要求1所述的一种自保护高效相控整流驱动电路，其特征在于：所述驱动电路包括脉冲信号形成电路、信号传输电路、功率放大电路以及保护电路；所述脉冲信号形成电路通过信号传输电路连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓永红，张全柱，马红梅，孙英娟，雷旻，薛伟宁，赵立永，陈海宇，李圆红，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：河北,13