一种用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路的制作方法

1.本实用新型涉及变频器驱动电路技术领域，具体为一种用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路。

背景技术：

2.随着经济发展，能效问题，环保问题越来越受到关注，为了节能减排，追求能效比，中央空调越来越趋向变频化，变频器的应用越来越多。目前市面上的变频器按电压变换方式分为：交-交变频器，交-直-交变频器；交-交变频器由于输出频率低，使用功率器件多，输入无功功率大应用较少，目前大多数使用的是交-直-交变频器，交-直部分为交流转化直流，大部分使用了不控整流，但是不控整流需要使用整流桥、启动电阻和旁路接触器等器件，存在器件多成本高等问题。
3.当前半控整流应用较少，目前市面上都是单个晶闸管模块反并联使用，但电流较大时单模块存在成本较高、尺寸较大等问题；单模块驱动电路只能驱动单个反并联晶闸管，不能驱动两个反并联晶闸管并联使用，但如果使用两块驱动板同时驱动两个反并联晶闸管，又会存在时差不同步问题，且使得变频柜成本高，尺寸大。

技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路，能够减小变频柜的尺寸，节省成本。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路，用于中央空调变频器驱动，包括三相电源、断路器、电抗器、整流电路、晶闸管驱动电路和控制板，所述整流电路包括结构相同的三条整流回路，所述晶闸管驱动电路包括结构相同的三条晶闸管驱动回路，所述三相电源通过所述断路器和电抗器后与三条整流回路一一对应电连接，所述三条整流回路与三条晶闸管驱动回路一一对应电连接，所述三条晶闸管驱动回路均与所述控制板电连接；每条整流回路均包括两个并联设置的反并联晶闸管，每条晶闸管驱动回路均包括两个输出端头，且两个输出端头与同一个脉冲变压器电连接，所述反并联晶闸管与所述输出端头一一对应电连接。
7.进一步的，所述反并联晶闸管的正极输出端均通过铜排连接起来组成驱动电路正极；所述反并联晶闸管的负极输出端均通过铜排连接起来组成驱动电路负极。
8.进一步的，所述晶闸管驱动回路还包括直流电源端和输入端，所述直流电源端与所述控制板的电源端子电连接，所述输入端与所述控制板的输出端子电连接。
9.进一步的，所述晶闸管驱动回路还包括稳压二极管zd1、三极管q1、电阻r10、电阻 r13、电容c13、电容c1和接地端gnd，所述输入端同时连接稳压二极管zd1的阴极和电阻r10的一端；所述电阻r10的另一端同时连接电容c13的一端、电阻r13的一端和三极管q1的基极；所述稳压二极管zd1的阳极同时连接所述电容c13的另一端、电阻 r13的另一端、三极管
q1的发射极和接地端gnd；所述直流电源端通过电容c1后连接接地端gnd。
10.进一步的，所述晶闸管驱动回路还包括脉冲变压器t1、tvs管、二极管d3、电容c2、电容c3、电阻r1、电阻r2，所述直流电源端同时连接电容c1的一端、tvs管的阳极、电容c2的一端、电容c3的一端、电阻r1的一端和电阻r2的一端；所述电容c1的另一端连接接地端gnd，所述tvs管的阴极连接二极管d3的阴极；所述二极管d3的阳极与所述三极管q1的集电极同时连接脉冲变压器t1一次侧的一端；所述脉冲变压器t1一次侧的另一端同时连接所述电容c2的另一端、电容c3的另一端、电阻r1的另一端和电阻 r2的另一端。
11.进一步的，所述晶闸管驱动回路还包括肖特基二极管d4、二极管d1、电阻r7、电阻 r16、电容c10和电容c16，所述脉冲变压器t1二次侧的一端连接二极管d1的阳极；所述二极管d1的阴极同时连接肖特基二极管d4的阴极、电阻r7的一端、电容c10的一端、电阻r16的一端和电容c16的一端；
12.所述脉冲变压器t1二次侧的另一端同时连接所述肖特基二极管d4的两个阳极、所述电阻r7的另一端、电容c10的另一端、电阻r16的另一端和电容c16的另一端。
13.进一步的，所述两个输出端头的g_r端均与所述脉冲变压器二次侧的一端连接，所述两个输出端头的dc+端均与所述脉冲变压器二次侧的另一端连接。
14.进一步的，所述反并联晶闸管的控制极与所述输出端头的g_r端一一对应电连接。
15.进一步的，所述直流电源端具体为+15v的直流电源端，所述控制板的电源端子具体为+15v的电源端子。
16.本实用新型与现有技术相比具有以下主要的优点：
17.1、通过采用稳压二极管、肖特基二极管、tvs管、三极管、电阻、电容和脉冲变压器等构成的晶闸管驱动回路，能够实现单个驱动回路同时驱动两个并联设置的反并联晶闸管，同时采用两个输出端头共用同一个脉冲变压器，避免了两个晶闸管的驱动时差问题，减少了晶闸管驱动回路的数量，能够节省变频柜的布置空间，减小变频柜的尺寸；
18.2、通过两个反并联晶闸管共同组成的整流回路，配合晶闸管驱动电路和控制板构成的半控整流电路，省去了传统的不控整流电路所需的整流桥、启动电阻和旁路接触器等元器件，进一步减小了变频柜的尺寸，并能够节省元器件成本。
附图说明
19.图1为本实用新型反并联晶闸管并联使用的驱动电路主回路图；
20.图2为本实用新型晶闸管驱动回路电路图。
具体实施方式
21.为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
22.现有技术方案的变频器驱动电路主要包括整流电路、储能回路和逆变电路。
23.具体的，现有方案的整流电路中每条整流回路均由单个晶闸管构成，单个晶闸管驱动回路只能驱动单个晶闸管，采用三相不控整流，将输入交流电转化为直流；现有方案的储能回路主要包括电容、多个缓冲电阻和旁路接触器，当直流上电时，先经过缓冲电阻再达
到c电容，电容充电完毕后旁路km吸合；现有方案的逆变电路主要包括igbt逆变器、吸收电容和驱动板，将直流电转化为交流电后进行输出。
24.现有技术方案的驱动电路元器件较多，结构复杂，造成了变频柜尺寸大、成本高。
25.因此，本实用新型提供了一种用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路，通过合理的元器件布置和电路连接关系，能够减小变频柜的尺寸，节省元器件成本。
26.如图1所示，本技术的一种用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路，用于中央空调变频器驱动，包括三相电源r、s、t，断路器qf1，电抗器acl，整流电路，晶闸管驱动电路和控制板pcb1；所述整流电路包括三条结构相同的整流回路(整流回路一、整流回路二、整流回路三)，所述晶闸管驱动电路包括三条结构相同的晶闸管驱动回路；所述三相电源r、s、t通过断路器qf1和电抗器acl后分别与三条整流回路电连接，所述三条整流回路分别与三条晶闸管驱动回路电连接，所述三条晶闸管驱动回路均与控制板 pcb1电连接。
27.具体的，整流回路一包括两个并联设置的反并联晶闸管rbr1和rbr2，整流回路二包括两个并联设置的反并联晶闸管rbs1和rbs2，整流回路三包括两个并联设置的反并联晶闸管rbt1和rbt2；
28.三相电源r、s、t分别与断路器qf1的三个输入端连接，断路器qf1的三个输出端使用铜排分别与电抗器acl的三个输入端连接，电抗器acl的三个输出端使用铜排分别与反并联晶闸管rbr1和rbr2的输入端、反并联晶闸管rbs1和rbs2的输入端、反并联晶闸管rbt1和rbt2的输入端连接；
29.反并联晶闸管rbr1和rbr2的正极输出端、反并联晶闸管rbs1和rbs2的正极输出端、反并联晶闸管rbt1和rbt2的正极输出端均通过铜排连接起来组成驱动电路正极 dc+；
30.反并联晶闸管rbr1和rbr2的负极输出端、反并联晶闸管rbs1和rbs2的负极输出端、反并联晶闸管rbt1和rbt2的负极输出端均通过铜排连接起来组成驱动电路负极 dc-。
31.如图2所示，所述三条晶闸管驱动回路中，每条晶闸管驱动回路均包括稳压二极管zd1、二极管d1、二极管d3、肖特基二极管d4、tvs管、电阻r1、电阻r2、电阻r7、电阻r10、电阻r13、电阻r16、电容c1、电容c2、电容c3、电容c10、电容c13、电容c16、三极管q1、脉冲变压器t1、直流电源端+15v、输入端scra、接地端gnd、输出端头j2和输出端头j3。
32.具体的，所述输入端scra同时连接稳压二极管zd1的阴极、电阻r10的一端，所述电阻r10的另一端同时连接电容c13的一端、电阻r13的一端、三极管q1的基极，所述稳压二极管zd1的阳极同时连接所述电容c13的另一端、所述电阻r13的另一端、所述三极管q1的发射极、接地端gnd；
33.所述直流电源端+15v同时连接电容c1的一端、tvs管的阳极、电容c2的一端、电容c3的一端、电阻r1的一端、电阻r2的一端，所述电容c1的另一端连接接地端gnd，所述tvs管的阴极连接二极管d3的阴极，所述二极管d3的阳极与所述三极管q1的集电极同时连接脉冲变压器t1一次侧的一端，所述脉冲变压器t1一次侧的另一端同时连接所述电容c2的另一端、所述电容c3的另一端、所述电阻r1的另一端、所述电阻r2的另一端；
34.所述脉冲变压器t1二次侧的一端连接二极管d1的阳极，所述二极管d1的阴极同时连接肖特基二极管d4的阴极、电阻r7的一端、电容c10的一端、电阻r16的一端、电容c16的一端、输出端头j2和输出端头j3的g_r端；
35.所述脉冲变压器t1二次侧的另一端同时连接肖特基二极管d4的两个阳极、所述电
阻 r7的另一端、所述电容c10的另一端、所述电阻r16的另一端、所述电容c16的另一端、所述输出端头j2和输出端头j3的dc+端。
36.进一步的，所述输入端scra连接所述控制板pcb1的输出端子，所述直流电源端+15v 连接所述控制板pcb1的+15v电源端子；
37.所述三条晶闸管驱动回路中的三个输出端头j2的g_r端分别连接反并联晶闸管 rbr2、rbs2、rbt2的控制极；
38.所述三条晶闸管驱动回路中的三个输出端头j3的g_r端分别连接反并联晶闸管rbr1、rbs1、rbt1的控制极；
39.所述输出端头j2和输出端头j3的dc+端均与所述驱动电路正极dc+电连接。
40.进一步的：
41.采用稳压二极管zd1，能够使驱动波形在开通过程中不会因干扰过压导致三极管q1 产生损耗，使晶闸管驱动更加可靠；
42.所述二极管d3用于配合tvs管消除脉冲变压器t1漏感引起的尖峰电压，所述tvs 管和二极管d3组成变压器磁复位电路；
43.所述电阻r10用于配合电阻r13分流电流，当所述输入端scra的输入电压高于预设值时，所述三极管q1打开，所述脉冲变压器t1输出脉冲；
44.所述脉冲变压器t1输出脉冲通过输出端头j2和输出端头j3驱动对应的晶闸管，且脉冲经过二极管d1能够形成稳定的方形脉冲波；
45.所述肖特基二极管d4在对应的晶闸管关闭时作为续流二极管使用消除波形波动，使波形稳定；
46.所述电阻r1和电阻r1为限流电阻，所述电阻r7为采样电阻，所述电容c1、c2、 c10、c16、c13均为滤波电容；
47.进一步的，为了使触发电流在开始部分上升斜率满足要求(《1a/us)，因此需在串联电阻的两端并联加速电容，利用脉冲接通瞬间电容的电压不能突变原则，能够提供较大的电流斜率(经调试并联0.1uf/50v 0805电容可以达到要求)；
48.所述输出端头j2和输出端头j3共用同一个脉冲变压器t1，能够减小电路差异，避免同时驱动两个反并联晶闸管的时差问题。
49.因此，实现了两个晶闸管的并联使用，且能够使两个小电流晶闸管并联组成的整流回路实现大电流输出。
50.更进一步的：
51.所述稳压二极管zd1的具体型号为smbj15a，二极管d1的具体型号为mbrs420，二极管d3的具体型号为rf201l2s，肖特基二极管d4的具体型号为bat54cl，tvs管的具体型号为smbj15a；
52.所述三极管q1的具体型号为2scr513p5；
53.所述电阻r1、电阻r2的具体型号均为36r/3w；所述电阻r7和电阻r16的具体型号均为1k1206；所述电阻r10的具体型号为100r/1210；所述电阻r13的具体型号为 2k/0603；
54.所述电容c1的具体型号为10uf/25v；所述电容c2的具体型号为1uf/50v；所述电容 c3的具体型号为0.1uf/50v；所述电容c13的具体型号为330pf/50v；所述电容c10和电容c16的具体型号均为2.2nf/50v；
55.所述脉冲变压器t1的具体型号为77204c 4.8mh；
56.所述输出端头j2和输出端头j3的具体型号为cs-1120-02。
57.综上所述，采用上述的一种用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路：
58.1、通过采用稳压二极管、肖特基二极管、tvs管、三极管、电阻、电容和脉冲变压器等构成的晶闸管驱动回路，能够实现单个驱动回路同时驱动两个并联设置的反并联晶闸管，同时采用两个输出端头共用同一个脉冲变压器，避免了两个晶闸管的驱动时差问题，减少了晶闸管驱动回路的数量，能够节省变频柜的布置空间，减小变频柜的尺寸；
59.2、通过两个反并联晶闸管共同组成的整流回路，配合晶闸管驱动电路和控制板构成的半控整流电路，省去了传统的不控整流电路所需的整流桥、启动电阻和旁路接触器等元器件，进一步减小了变频柜的尺寸，并能够节省元器件成本。
60.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路，用于中央空调变频器驱动，包括三相电源、断路器、电抗器、整流电路、晶闸管驱动电路和控制板，其特征在于：所述整流电路包括结构相同的三条整流回路，所述晶闸管驱动电路包括结构相同的三条晶闸管驱动回路，所述三相电源通过所述断路器和电抗器后与三条整流回路一一对应电连接，所述三条整流回路与三条晶闸管驱动回路一一对应电连接，所述三条晶闸管驱动回路均与所述控制板电连接；每条整流回路均包括两个并联设置的反并联晶闸管，每条晶闸管驱动回路均包括两个输出端头，且两个输出端头与同一个脉冲变压器电连接，所述反并联晶闸管与所述输出端头一一对应电连接。2.根据权利要求1所述的用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路，其特征在于：所述反并联晶闸管的正极输出端均通过铜排连接起来组成驱动电路正极；所述反并联晶闸管的负极输出端均通过铜排连接起来组成驱动电路负极。3.根据权利要求1所述的用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路，其特征在于：所述晶闸管驱动回路还包括直流电源端和输入端，所述直流电源端与所述控制板的电源端子电连接，所述输入端与所述控制板的输出端子电连接。4.根据权利要求3所述的用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路，其特征在于：所述晶闸管驱动回路还包括稳压二极管zd1、三极管q1、电阻r10、电阻r13、电容c13、电容c1和接地端gnd，所述输入端同时连接稳压二极管zd1的阴极和电阻r10的一端；所述电阻r10的另一端同时连接电容c13的一端、电阻r13的一端和三极管q1的基极；所述稳压二极管zd1的阳极同时连接所述电容c13的另一端、电阻r13的另一端、三极管q1的发射极和接地端gnd；所述直流电源端通过电容c1后连接接地端gnd。5.根据权利要求4所述的用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路，其特征在于：所述晶闸管驱动回路还包括脉冲变压器t1、tvs管、二极管d3、电容c2、电容c3、电阻r1、电阻r2，所述直流电源端同时连接电容c1的一端、tvs管的阳极、电容c2的一端、电容c3的一端、电阻r1的一端和电阻r2的一端；所述电容c1的另一端连接接地端gnd，所述tvs管的阴极连接二极管d3的阴极；所述二极管d3的阳极与所述三极管q1的集电极同时连接脉冲变压器t1一次侧的一端；所述脉冲变压器t1一次侧的另一端同时连接所述电容c2的另一端、电容c3的另一端、电阻r1的另一端和电阻r2的另一端。6.根据权利要求5所述的用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路，其特征在于：所述晶闸管驱动回路还包括肖特基二极管d4、二极管d1、电阻r7、电阻r16、电容c10和电容c16，所述脉冲变压器t1二次侧的一端连接二极管d1的阳极；所述二极管d1的阴极同时连接肖特基二极管d4的阴极、电阻r7的一端、电容c10的一端、电阻r16的一端和电容c16的一端；所述脉冲变压器t1二次侧的另一端同时连接所述肖特基二极管d4的两个阳极、所述电阻r7的另一端、电容c10的另一端、电阻r16的另一端和电容c16的另一端。7.根据权利要求1所述的用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路，其特征在于：所述两个输出端头的g_r端均与所述脉冲变压器二次侧的一端连接，所述两个输出端头的dc+端均与所述脉冲变压器二次侧的另一端连接。8.根据权利要求1所述的用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路，其特征
在于：所述反并联晶闸管的控制极与所述输出端头的g_r端一一对应电连接。9.根据权利要求3所述的用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路，其特征在于：所述直流电源端具体为+15v的直流电源端，所述控制板的电源端子具体为+15v的电源端子。

技术总结

本实用新型涉及变频器驱动电路技术领域，具体为一种用于半控整流的反并联晶闸管并联使用的驱动电路。通过采用稳压二极管、肖特基二极管、TVS管、三极管、电阻、电容和脉冲变压器等构成的晶闸管驱动回路，能够实现单个驱动回路同时驱动两个反并联晶闸管，同时采用两个输出端头共用同一个脉冲变压器，避免了两个晶闸管的驱动时差问题，减少了晶闸管驱动回路的数量，能够节省变频柜的布置空间，减小变频柜的尺寸；通过两个反并联晶闸管共同组成的整流回路，配合晶闸管驱动电路和控制板构成的半控整流电路，省去了传统的不控整流电路所需的整流桥、启动电阻和旁路接触器等元器件，进一步减小了变频柜的尺寸，并能够节省元器件成本。并能够节省元器件成本。并能够节省元器件成本。

技术研发人员：

仰小平

受保护的技术使用者：

麦克维尔空调制冷（武汉）有限公司

技术研发日：

2022.07.29

技术公布日：

2022/11/28