一种用于高压直流断路器快速机械开关的触发电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于高压直流断路器快速机械开关的触发电路，包括依次串联的FPGA、第一模块、第二模块和放电回路；所述的放电回路与分/合闸线圈、分/合闸储能电容串联成环路；放电回路包括串联的第一半导体开关和第二半导体开关；本实用新型专利技术采用RC并联电路，既可以通过直流又可通过交流信号，当输入信号频率小于其转折频率，电路阻抗相当于R,当输入信号频率大于转折频率，C的容抗相对较小，总阻抗为电阻阻值并联电容容抗，当输入频率高到一定程度，RC并联电路阻抗相当于0，从而达到抑制外界高频信号，防止半导体开关误导通。防止半导体开关误导通。防止半导体开关误导通。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高压直流断路器快速机械开关的触发电路


[0001]本技术属于快速机械开关
，具体涉及一种用于高压直流断路器快速机械开关的触发电路。

技术介绍

[0002]快速机械开关是组成高压直流断路器中不可缺少的一部分，而作为快速机械开关的触发回路是决定快速机械开关可靠动作的重要一环。
[0003]高压直流断路器中的快速机械开关能够在几毫秒内完成分断，能够将故障电流转移至可以分断故障电流的转移支路电力电子开关中，从而完成短路故障引起的故障电流切断。快速机械开关的快速可靠动作决定着整个直流断路器工作性能的优劣。快速机械开关的关合动作是通过触发电路的触发信号施加给半导体开关，将分合闸的储能电容进行短时间的释放，从而在分合闸线圈上产生较大的电流，在斥力盘中产生强大的电磁斥力，完成触头的分合闸操作。
[0004]半导体开关的误动作会对直流断路器造成性能和结构上的损坏，一种安全可靠的半导体开关触发电路的研究具有重要意义。
[0005]图1为现有技术一的原理图，现有技术一采用传统触发方式来进行功率半导体开关的触发，包括：FPGA，用于对2个开关SCR1和SCR2施加触发信号；SCR1和SCR2，用于导通和关断实现分/合闸储能电容放电；分/合闸储能电容，释放能量在分合闸线圈上产生上千安培的电流；分/合闸线圈，在斥力盘上产生强大的电磁斥力，带动触头分合闸操作。
[0006]现有技术一的缺点：
[0007]1.通过两级SCR半导体开关串联可以增加触发回路误动的概率，但是同时也增大了触发回路拒动的概率；
[0008]2.直流断路器在高压工况下，触发回路容易产生浪涌脉冲功率，对半导体开关造成损害；
[0009]3.小信号干扰下容易导致半导体开关误动作。
[0010]图2为现有技术二的原理图，现有技术二采用传统触发方式来进行功率半导体开关的触发，其特征在于采用4只SCR线串联后并联的方式，保证了单级SCR故障不会引起放电回路误触发，并联保证单级SCR故障不会引起放电回路拒动，包括：FPGA，用于对4个开关 SCR1、SCR2、SCR3、SCR4施加触发信号；4个开关SCR1、SCR2、SCR3、SCR4，SCR1 与SCR3并联，SCR2与SCR4并联用，然后2个并联支路串联，保证放电回路的误触发，减少拒动概率；开关的导通和关断实现分/合闸储能电容放电；分/合闸储能电容，释放能量在分合闸线圈上产生上千安培的电流；分/合闸线圈，在斥力盘上产生强大的电磁斥力，带动触头分合闸操作。
[0011]现有技术二的缺点：
[0012]1.采用四个半导体开关，使得成本较高；
[0013]2.前级触发电路增加，使得整个技术方案复杂；
[0014]3.直流断路器在高压工况下，触发回路容易产生浪涌脉冲功率，对半导体开关造
成损害。

技术实现思路

[0015]为了解决高压工况下浪涌脉冲功率的影响，减小信号的干扰，降低半导体开关的误动率，提高整个断路器的可靠性，本技术提供一种有效的用于高压直流断路器快速机械开关的触发电路，其成本低，拓扑简单可靠。
[0016]一种用于高压直流断路器快速机械开关的触发电路，包括依次串联的FPGA、第一模块、第二模块和放电回路；所述的放电回路与分/合闸线圈、分/合闸储能电容串联成环路；放电回路包括串联的第一半导体开关和第二半导体开关；
[0017]FPGA，用于产生控制信号；
[0018]第一模块，与第二模块连接，用于滤掉高频信号；
[0019]第二模块，用于接收FPGA输出的控制信号，限制小信号干扰，吸收浪涌脉冲功率；
[0020]第二模块输出的触发信号施加给放电回路的第一半导体开关和第二半导体开关；
[0021]第一半导体开关和第二半导体开关，用于导通和关断实现分/合闸储能电容放电；
[0022]分/合闸储能电容，释放能量在分/合闸线圈上产生几千安培的电流；
[0023]分/合闸线圈，在斥力盘上产生强大的电磁斥力，带动触头分合闸操作。
[0024]所述的第一模块包括并联的电阻和滤波电容；运作时，电阻和滤波电容形成滤波电路对含高频信号的控制信号进行滤波流，得到触发信号。
[0025]所述的第二模块包括串联的稳压二极管和瞬态抑制二极管，组稳压二极管和瞬态抑制二极管成保护电路，当触发回路出现高压脉冲浪涌功率时，瞬态抑制二极管将其吸收，避免了对半导体开关的损坏；稳压二极管用于限制流入的控制信号的阈值，减小低电压信号的干扰。
[0026]本技术技术方案带来的有益效果：
[0027]1、采用RC并联电路，既可以通过直流又可通过交流信号，当输入信号频率小于其转折频率，电路阻抗相当于R,当输入信号频率大于转折频率，C的容抗相对较小，总阻抗为电阻阻值并联电容容抗，当输入频率高到一定程度，RC并联电路阻抗相当于0，从而达到抑制外界高频信号，防止半导体开关误导通。
[0028]2、相比较传统触发电路而言，通过假如稳压二极管，可以将输入的触发信号限制在导通压降之上，避免外界干扰造成快速机械开关误操作。
[0029]3、加入瞬态抑制二极管，吸收在高压工作条件下感应出的浪涌脉冲功率，防止其对半导体开关和后级电路的损害。
附图说明
[0030]图1为现有技术之一电路示意图；
[0031]图2为现有技术之二电路示意图；
[0032]图3为本技术的电路示意图。
具体实施方式
[0033]结合附图说明本技术的技术方案。
[0034]图3为本技术的电源电路原理图，本技术采用不同的触发电路实现断路器的可靠分合闸，其特征在于，包括：依次串联的FPGA3、第一模块1、第二模块2和放电回路4；所述的放电回路4与分/合闸线圈6、分/合闸储能电容5串联成环路；放电回路4包括串联的第一半导体开关SCR1和第二半导体开关SCR2
[0035]FPGA3，用于产生控制信号；
[0036]第一模块1，与第二模块2连接，用于滤掉高频信号；
[0037]第二模块2，用于接收FPGA3输出的控制信号，限制小信号干扰，吸收浪涌脉冲功率；
[0038]第二模块2输出的触发信号施加给放电回路4的第一半导体开关SCR1和第二半导体开关SCR2；
[0039]第一半导体开关SCR1和第二半导体开关SCR2：用于导通和关断实现分/合闸储能电容5 放电；
[0040]分/合闸储能电容5：释放能量在分/合闸线圈6上产生几千安培的电流；
[0041]分/合闸线圈6：在斥力盘上产生强大的电磁斥力，带动触头分合闸操作
[0042]第一模块1包括并联的电阻R1和滤波电容C1；运作时，电阻R1和滤波电容C1形成滤波电路对含高频信号的控制信号进行滤波流，得到较平滑的触发信号；
[0043]第二模块2包括串联的稳压二极管Z1和瞬态抑制二极管T1，组稳压二极管Z1和瞬态抑制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高压直流断路器快速机械开关的触发电路，其特征在于，包括依次串联的FPGA(3)、第一模块(1)、第二模块(2)和放电回路(4)；所述的放电回路(4)与分/合闸线圈(6)、分/合闸储能电容(5)串联成环路；放电回路(4)包括串联的第一半导体开关(SCR1)和第二半导体开关(SCR2)；FPGA(3)，用于产生控制信号；第一模块(1)，与第二模块(2)连接，用于滤掉高频信号；第二模块(2)，用于接收FPGA(3)输出的控制信号，限制小信号干扰，吸收浪涌脉冲功率；第二模块(2)输出的触发信号施加给放电回路(4)的第一半导体开关(SCR1)和第二半导体开关(SCR2)；第一半导体开关(SCR1)和第二半导体开关(SCR2)，用于导通和关断实现分/合闸储能电容(5)放电；分/合闸储能电容(5)，释放能量在分/合闸线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：方春恩，李伟，易儒敬，张勇，
申请(专利权)人：成都旭光电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：