一種igct整流器的過流保護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及整流器的過流保護(hù)裝置，具體為一種IGCT整流器的過流保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]集成門極換向晶閘管IGCT具有耐壓高、通電電流大、可靠性高、損耗低、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)的大功率電力電子器件，但是，受限于IGCT的固有特性，在應(yīng)對短路故障等導(dǎo)致異常大電流的工況時(shí)，需進(jìn)行快速的保護(hù)響應(yīng)，否則當(dāng)電流超出最大可關(guān)斷電流后再執(zhí)行關(guān)斷保護(hù)動(dòng)作，將導(dǎo)致IGCT器件損壞。同時(shí)，在系統(tǒng)電流不超過允許的過載曲線時(shí)，過流保護(hù)系統(tǒng)不應(yīng)誤動(dòng)作。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種能夠多級(jí)保護(hù)，從不同時(shí)序進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作的IGCT整流器的過流保護(hù)裝置。
[0004]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]—種IGCT整流器的過流保護(hù)裝置，包括:
[0006]多路光耦芯片的短路保護(hù)電路板，用于采集多路基于IGCT的H橋整流器電流信號(hào)；
[0007]電流調(diào)理電路，用于采集多路基于IGCT的H橋整流器電流信號(hào)；
[0008]第一芯片，用于根據(jù)連接的多路光耦芯片和電流調(diào)理電路采集的電流信號(hào)，發(fā)出保護(hù)控制信號(hào)；
[0009]第二芯片，用于根據(jù)連接的電流調(diào)理電路采集的電流信號(hào)，發(fā)出保護(hù)控制信號(hào)；
[0010]多路光耦芯片的短路保護(hù)電路板和電流調(diào)理電路的輸出端分別與第一芯片連接，第一芯片與第二芯片連接；
[0011]其中，所述第一芯片和第二芯片發(fā)出的保護(hù)控制信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間不同。
[0012]優(yōu)選的，第一芯片為CPLD芯片或FPGA芯片;所述第二芯片為DSP芯片。
[0013]優(yōu)選的，短路保護(hù)電路板和電流調(diào)理電路均包括兩個(gè)支路；一個(gè)支路用于采集IGCT整流器中電源側(cè)的輸入電流值;另一個(gè)支路用于采集IGCT整流器中母線直流電流值。
[0014]優(yōu)選的，第一芯片發(fā)出保護(hù)控制信號(hào)的相應(yīng)時(shí)間小于第二芯片的相應(yīng)時(shí)間。
[0015]進(jìn)一步，第一芯片用于處理光耦芯片采集的電流信號(hào)與對應(yīng)第三級(jí)保護(hù)閾值的對比操作，或用于處理光耦芯片采集的電流信號(hào)與對應(yīng)第三級(jí)保護(hù)閾值的對比操作以及處理電流調(diào)理電路采集的電流信號(hào)與對應(yīng)第二級(jí)保護(hù)閾值的對比操作。
[0016]進(jìn)一步，第二芯片用于處理電流調(diào)理電路采集的電流信號(hào)與對應(yīng)第一級(jí)保護(hù)閾值的對比操作。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果:
[0018]本實(shí)用新型基于IGCT的H橋整流器的過流保護(hù)，分別通過電流調(diào)理電路和短路保護(hù)電路板的不同硬件采集部件設(shè)置，形成不同的采集時(shí)間；還通過不同處理能力和響應(yīng)速度的芯片，對不同的采集信號(hào)的對比操作進(jìn)行執(zhí)行，進(jìn)而形成不同時(shí)延的響應(yīng)操作，從而在時(shí)序上形成保護(hù)。
[0019]進(jìn)一步的，利用不同支路對IGCT整流器中不同類別的電流值進(jìn)行采集，分別與不同層級(jí)的閾值進(jìn)行比較，適用范圍廣，工作穩(wěn)定可靠。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中裝置結(jié)構(gòu)的框圖。
[0021 ]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中基于IGCT的H橋整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中短路保護(hù)電路板中光耦芯片的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中的電流調(diào)理電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本實(shí)用新型的解釋而不是限定。
[0025]參見圖1，本實(shí)用新型通過加入多塊不同處理能力的芯片和采集硬件，進(jìn)而形成多級(jí)響應(yīng)時(shí)間的保護(hù)方案。本優(yōu)選實(shí)施例中如圖1中，本實(shí)用新型包括多路光耦芯片的短路保護(hù)電路，用于采集多路IGCT的電流信號(hào)；電流調(diào)理電路，用于采集多路的IGCT的電流號(hào);采用兩塊芯片，分別為:
[0026]第一芯片，用于根據(jù)連接的所述多路光耦芯片、所述電流調(diào)理電路采集的電流信號(hào)，發(fā)出保護(hù)控制信號(hào)；
[0027]第二芯片，用于根據(jù)連接的所述電流調(diào)理電路采集的電流信號(hào)，發(fā)出保護(hù)控制信號(hào)；
[0028]其中，第一芯片、第二芯片發(fā)出的保護(hù)控制信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間不同。
[0029]優(yōu)選的，第一芯片為CPLD芯片或FPGA芯片;第二芯片為DSP芯片。
[0030]通過上述結(jié)構(gòu)的裝置實(shí)現(xiàn)過程，當(dāng)然，上述的裝置只是一種形式，還可以有相應(yīng)的變形或等同替換的結(jié)構(gòu)。
[0031]上述的裝置的結(jié)構(gòu)，可用于實(shí)現(xiàn)多種保護(hù)控制。
[0032]采用通過光耦芯片采集的整流器的電流信號(hào)的值與設(shè)定的第三級(jí)保護(hù)閾值比較；如果大于，則第一芯片接受的故障電平翻轉(zhuǎn)信號(hào)并發(fā)出IGCT的開通信號(hào)，使得IGCT全部開通;其中，所述第三級(jí)保護(hù)閾值應(yīng)等于或者略小于所述IGCT的最大可關(guān)斷電流值。
[0033]采集的信號(hào)為通過電流調(diào)理電路采集的整流器的電流信號(hào)；將通過電流調(diào)理電路采集的整流器的電流信號(hào)的值與設(shè)定的第二級(jí)保護(hù)閾值比較:如果大于，則發(fā)出IGCT的關(guān)斷信號(hào)；其中，第二級(jí)保護(hù)閾值為所述IGCT組成的整流器系統(tǒng)的額定電流的2倍值至IGCT的最大可關(guān)斷電流值之間的數(shù)值。
[0034]上述的兩路電流信號(hào)，通過不同的硬件采集部件，形成不同的采集時(shí)間，進(jìn)而形成不同時(shí)延的響應(yīng)操作，從而在時(shí)序上形成保護(hù)。
[0035]優(yōu)選地，第一芯片采用CPLD或FPGA芯片執(zhí)行含有第三級(jí)保護(hù)閾值的比較，并執(zhí)行相應(yīng)的保護(hù)操作，還可以同時(shí)執(zhí)行含有第一級(jí)保護(hù)閾值的比較、第二級(jí)保護(hù)閾值的比較，并執(zhí)行相應(yīng)的保護(hù)操作。
[0036]第二芯片采用采用DSP芯片執(zhí)行比較含有第一級(jí)保護(hù)閾值的步驟，并且執(zhí)行相應(yīng)的保護(hù)操作。
[0037]第二芯片通過第一芯片及獨(dú)立采集通過電流調(diào)理電路采集的整流器的電流信號(hào)的值，與設(shè)定的第一級(jí)保護(hù)閾值比較:如果大于，則延時(shí)后發(fā)出IGCT的關(guān)斷信號(hào);其中，第一級(jí)保護(hù)閾值為所述IGCT組成的整流器系統(tǒng)的額定電流的1.2倍至2倍之間。
[0038]通過上述的步驟，可實(shí)現(xiàn)不僅僅通過不同的硬件采集部件，形成不同的采集時(shí)間，還通過不同處理能力、響應(yīng)速度的芯片，進(jìn)而形成不同時(shí)延的響應(yīng)操作，從而在時(shí)序上形成保護(hù)。
[0039]參見圖2，上述實(shí)施例中的方案可適用基于IGCT的各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變流器，包括圖2中的H橋式整流器，其中UN為輸入交流電壓，LN為調(diào)相電抗。由IGCT的Tl、T2、T3和T4及反并聯(lián)的快恢復(fù)二極管Dl、D2、D3和D4組成H橋，Cd為支撐電容，接在直流母線中間。每路采集的電流信號(hào)至少包括兩個(gè)支路;每個(gè)支路的電流信號(hào)的值分別用于后續(xù)的比較;其中一個(gè)支路為輸入電源側(cè)的電流值；另一個(gè)支路為母線直流電流值。即，在每次與閾值比較過程中，是兩個(gè)支路的電流值分別與閾值進(jìn)行比較，只要有一個(gè)支路的比較結(jié)果滿足要求，則進(jìn)一步執(zhí)行后續(xù)步驟。
[0040]在實(shí)施例中，電流調(diào)理電路，可以采用多種硬件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，例如圖4所示，主要有三部分組成，第I部分是經(jīng)電容C4濾波后流經(jīng)采樣電阻，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，第2部分是由運(yùn)放構(gòu)成的反相器，將交流量信號(hào)轉(zhuǎn)換為單極性電壓信號(hào)；第3部分為箝位限幅電路，防止電壓信號(hào)超過第一芯片輸入的允許值。
[0041]光耦芯片可以采用圖3所示的結(jié)構(gòu)，在圖3中，采用2路或者2路以上相同的光耦芯片及運(yùn)放實(shí)現(xiàn)的信號(hào)采集。
[0042]對于本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中所闡述的方法和裝置，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種IGCT整流器的過流保護(hù)裝置，其特征在于，包括: 多路光耦芯片的短路保護(hù)電路板，用于采集多路基于IGCT的H橋整流器電流信號(hào)； 電流調(diào)理電路，用于采集多路基于IGCT的H橋整流器電流信號(hào)； 第一芯片，用于根據(jù)連接的多路光耦芯片和電流調(diào)理電路采集的電流信號(hào)，發(fā)出保護(hù)控制信號(hào)； 第二芯片，用于根據(jù)連接的電流調(diào)理電路采集的電流信號(hào)，發(fā)出保護(hù)控制信號(hào)； 多路光耦芯片的短路保護(hù)電路板和電流調(diào)理電路的輸出端分別與第一芯片連接，第一芯片與第二芯片連接； 其中，所述第一芯片和第二芯片發(fā)出的保護(hù)控制信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間不同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種IGCT整流器的過流保護(hù)裝置，其特征在于，所述第一芯片為CPLD芯片或FPGA芯片;所述第二芯片為DSP芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種IGCT整流器的過流保護(hù)裝置，其特征在于，短路保護(hù)電路板和電流調(diào)理電路均包括兩個(gè)支路;一個(gè)支路用于采集IGCT整流器中電源側(cè)的輸入電流值;另一個(gè)支路用于采集IGCT整流器中母線直流電流值。
【專利摘要】本實(shí)用一種IGCT整流器的過流保護(hù)裝置，包括多路光耦芯片的短路保護(hù)電路板，用于采集多路基于IGCT的H橋整流器電流信號(hào)；電流調(diào)理電路，用于采集多路基于IGCT的H橋整流器電流信號(hào)；第一芯片，用于根據(jù)連接的多路光耦芯片和電流調(diào)理電路采集的電流信號(hào)，發(fā)出保護(hù)控制信號(hào)；第二芯片，用于根據(jù)連接的電流調(diào)理電路采集的電流信號(hào)，發(fā)出保護(hù)控制信號(hào)；多路光耦芯片的短路保護(hù)電路板和電流調(diào)理電路的輸出端分別與第一芯片連接，第一芯片與第二芯片連接；第一芯片和第二芯片發(fā)出的保護(hù)控制信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間不同。其通過不同硬件采集部件形成不同的采集時(shí)間；通過不同處理能力和響應(yīng)速度的芯片，形成不同時(shí)延的響應(yīng)操作，在時(shí)序上形成保護(hù)。
【IPC分類】H02H7/125
【公開號(hào)】CN205231715
【申請?zhí)枴緾N201520954341
【發(fā)明人】侯慶亮, 蘇位峰, 衛(wèi)三民, 殷曉剛
【申請人】中國西電電氣股份有限公司, 北京西電華清科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年11月25日