FCOG6100触发板电气原理及说明应用.doc

精编资料简介：国内航空,电力,机械,电子等行业得到应用.我公司竭诚为广大用户服务,努...4.FCOG6100晶闸管触发板的工作原理4.1 FCOG6100型通用晶闸管触发板...关键词：原理,应用FCOG—6100触发板电气原理及说明应用1. 前言 晶闸管器件相位控制的触发电路板，提供了监控元件与主电源、主电压部分之间的接口这种触发板可使设计标准的或非标准的电源设备、电动机控制器等设备的开发费用最低通常触发电路工作在一个高电压、强电子干扰的环境和暴露在高温空气污染的情况下，再则，触发板的成本又不能在电源变压器的总成本中占有很大比例，这样如果有了一种现成的、可供选择的、价格合理的通用产品，再在发展高可靠触发电路上花费很多资本是不合算的 美国ENERPRO公司的大功率晶闸管触发板是用大规模集成电路组成的数字触发系统，荣获美国太空总署NASA批准的高科技产品经过近二十年来的不断改进提高,已被广泛应用于美国、德国、日本等各大电气公司的晶闸管成套设备及世界高科技名牌产品之中目前美国军用潜水艇、电动汽车的充电装置，X光设备，风力发电控制设备，高精度电镀、电解电源等设备已普遍采用 我上海集电电力电子技术发展有限公司,自1992年由达高(香港)企业公司授权经销美国ENERPRO公司产品，成为中国及亚泰地区的总代理。

近几年来巳逐步在国内推广应用，受到设备成套生产厂及直接用户的欢迎和信赖， 已在国内航空、电力、机械、电子等行业得到应用我公司竭诚为广大用户服务，努力将美国ENERPRO公司的最新产品推广给国内的广大用户，希望得到广大用户的支持我公司也是中国国内唯一的一家由达高(香港)企业公司授权经销美国ENERPRO公司产品的代理商2. 概述美国ENERPRO公司主要产品为晶闸管触发系列：·三相六脉冲FCOG6100触发板(四象限工作)·三相六脉冲FCOG630D触发板(二象限工作)·单相四脉冲FCR04100触发板(四象限工作)·单相二脉冲FCR02100触发板(二象限工作)·电压／电流调节板 VRCL3P-1 (用于直流传动) ISOVLCL-1 (用于直流电源) ISOVLCL-2 (用于直流电源)CTRCT-2 (用于交流传动)·三相晶闸管保护板·单相晶闸管保护板·脉冲扩展板(可用于SCR并联或SCR可逆)·十二脉冲触发板以及电动机软起动系列装置等，尤其适用于大功率SCR装置或SCR串并联装置 ENERPRO公司系列产品体积小、性能优、调试方便、安装方便，整个系列产品设计为积木拼接结构，一至多块板可以任意组成所需要的控制系统，产品接插方便、更新换代容易，免除焊接、调试、维修的烦恼。

3. FCOG6100晶闸管触发板的工作特点 随着国内大容量电源、电气、电子设备的快速发展，一种具有通用性、多功能的用于晶闸管器件相位控制触发电路的开发及应用，显得十分需要，有利于当前快速、简便、高效率地开发需求美国ENERPRO公司生产的FCOG6100型触发线路板正符合上述要求■ 工作特点： ·六脉冲强触发功能(19.1kHz、2.0A短路电流，15V开路电压,0.5A/0.5μS 电流上升率)； ·警戒网式门脉冲波形； ·等距数字门延信号； ·相位遗失禁止保护： ·软起动、软停止功能； ·紧停功能； ·抗相位旋转,自动纠正相位、相序； ·抗电源电压失真； ·可用于电动机正反控制可逆系统工作(四象限工作范围)■ 独特的结构特色进一步扩大了触发板的用·接插口式连接，使接线、调试方便、可靠；·无相位基准变压器；·调节板接口，可方便地组成控制系统；．UL规定的漏电等级(2500Vac变压器高压测试)；·板上元件小，尺寸小(190mm X 152mm)；·高质量结构(3.6mmGlO型玻璃纤维板、金属孔化波峰焊接、焊剂涂复、氨基甲酸乙酯清漆喷涂)；·扩展板接口(可根据需要扩展为12～48个脉冲变压器附件板或副边绕组的触发板)。

4.FCOG6100晶闸管触发板的工作原理4.1 FCOG6100型通用晶闸管触发板 它是以40芯CMOS大规模集成电路(ENERPRO专用芯片)为核心，利用锁相环技术(PLL)和多芯片合成技术(MCM)，根据压控振荡器(VCO)锁定的二相同步信号间的逻辑关系设计出一种晶闸管触发系统0～5V的直流输入电压信号，可以控制输出脉冲移相范围从5°～175°可调任何调节器或手动输出的电压都可以很方便地与其相连接(包括计算机送出的D／A信号)， 以控制大功率晶闸管的工作状态在调节器或计算机PID调节器与大功率晶闸管之间，这块触发板是一个很好的缓冲界它保证了调节器失控时系统的安全4.2 FCOG6100晶闸管触发电路方框图 触发电路的主要部分是由以下几个部分构成： ·相位基准电路； ·缓冲放大器； ·软起动／停止电路； ·相位检测电路； ·相位锁相环： ·延时发生器；·门脉冲放大器和脉冲变压器4．2．1相位基准电路 触发电路利用电阻衰减器从三相电源取得相位基准信号，省去了常规相位传感变压器，同时缩减了主板的尺寸，减轻重量和降低成本。

附加电路补偿，为由于接地原因产生的三相主电路电压不·平衡提供平衡的基准相位 触发电路从三相电压Ea、Eb、Ec获得门延时间基准，见图4.2(a)程序电路输出的基准信号为180°宽120°相移的A-B-C逻辑信号这信号输入到三个异门相位检测器基准信号程序电路达到如下目的(1)取消基准信号传感变压器(2)提供主电源谐波滤波器；，(3)为交流控制器提供同相位基准逻辑信号(4)为直流变换器提供30°滞后基准信号；(5)为正负顺序提供正确的基准相位b)变换器基准电路 主电源电压EA、Eb、Ec经过15～2000倍衰减器(实际用15kΏ／2MΏ电阻器)衰减后得到低电平模拟信号Ea、Eb、Ec这些信号经120kΏ电阻和0.33μF旁路电容，产生滤波的相位基准信号，三相Eaf、Ebf、Ecf电源频率为60Hz时与输入信号进行比较，操作相位基准信号程序电路不受相序的影响输入一个程控信号可使触发板选择交流控制器同相位基准门信号或使用直流变换器30°延迟门信号 交流控制器与直流变换器的逻辑基准门信号如表4．1所示4．2．2缓冲放大器和软起动／停止电路 缓冲放大器与软起动／停止电路一起工作，使晶闸管从一个大的初始门延角进入导通，门信号由接触器起动或由220Vac电源提供给触发板。

当起动接触器闭合，门延角在门信号被禁止前上升到一个高电压缓冲放大器与软起／停电路由图4．3所示 缓冲放大器由反馈电阻R1=lOOkΏ、输入电阻R2=50kΏ、偏置电阻R3150kΏ以及运算放人器A1组成电路将0～5V延迟命令输入电压变换成10.6～0.6V的输出电压，向相位锁相环的加法放大器提供信号 软起动／停止电路的起动／停止开关输出电压从0V～12V开关过程是由电阻R4和二极管V2向电容器Cl充电而得到同理， 从12V～0V开关过程是由C1经R5和v1放电而得到R4与R5分别决定上升(起动)和下降(停止)时间 Cl上的电压经同相放大器A2缓冲后送到比较放大器A3A3的输出向大规模集成电路提供禁止输入信号当C1上的电压(经过增益为1的放大器隔离)达到1．2v时，禁止信号改变，从逻辑“0”变为“1”，送至大规模集成电路控制晶闸管门极脉冲 缓冲放人器^2的输出同时经R6和V4加到缓冲放大器A1，在髓的充放电周期内，当A2的输出下降使二极管V4两端电压高于导通电压时，输出缓冲放人器A1响应，A2输出因为电流经R6和V4流过，电阻的阻值这样选定的：即当门延命令达到+5V时，髓充电周期开始时，使A1的输出端强制输出6V电压。

当^2的输出电压上升，并在V4两端低于导通电压时，即低于+5V时，流经V1的电流中断此时，缓冲放大器的输出仅决定于门延命令的电压4．2．3失相保护检测 由电源缺相引起的电压不平衡，电路如图4.4所示，A-B-C，相位基准逻辑信号由R1—R3相加， 电容器Cl及并联的电阻R2-R3形成一个低通滤波器，将方波变换为180Hz(当电源为60Hz时)三角波此时A、B、C相逻辑信号有正常的180°宽度及120°相差图4.4《b)上面的波形表示正确排列的逻辑信号经滤波相加后的基准信号，180Hz的三角波基于上门限电压6.66V和下门限电压4.73V之间，将比较器A2和A3的输出信号集成点(标示为PL)由电阻R7和相位遗失发光二极管V1，拉到逻辑“1”值，图4．4(b)下面的波形显示由于基本信号失相后的结果经过滤波的A、B、C逻辑信号包含60Hz分量，此时上升超过或—F降低于上下门限电压值每当超越门限电压时，PL信号达到逻辑“0”当PL达到逻辑“0”时，比较器A输出端变为电流流入状态，使软起动／停止电容器放电4.2.4相位锁相环 相位锁相环门延角发生器电路，如图4.5它是整个触发电路的核心，包括加法放大器，压控振荡器(VCO)，64分频器，6分频器／裂相器，三个独立的异或㈠，由相位检测器和一个压控振荡器组成一个三相锁相环。

此外，有很高的频率响应，在一个电源频率周期内达到锁相 压控振荡器输出信号的角频率受控于输入控制电压的大小， 压控振荡器控制电压，从三异或非门相位检测输出信号加上缓冲放大器直流信号反相后得到当环被锁定后，压控振荡器控制电压，呈现一个平均电压，这使得压控振荡器产生一个64 X 6=384倍于电源频率的频率信号 384 * f电源的时钟信号，标号为CKl，经64分频后得到6 * f电源的频率信号，标示为CKQ此信号再经6分频变为电源频率，并且分裂为120°相位差180°完整宽度的延迟基准信号，标示为Ad、Bd和巳电源A、B、C电压基准信号与Ad、BD和Cd延迟基准共同输入到三个异或非门，并生成相位检验信号Da、Db和Dc相位检测输出与经缓冲的门延命令信号通过加法放大器相加 当压控振荡器输出频率锁定在电源频率数倍的一个固定频率上，三相检测输出和缓冲的延迟命令输入必须相加到一个恒值， 因此一个缓冲命令的上升，必定伴随着一个加法过的相位检测输出平均电压的卜降，这样直流电平变化例如：当A相控制输出是根据电源基准A与延迟基准几，之间的延迟角的变化部分而产生的A部分的关系是这样强加到加法放大器的：即直流输入和电源相位基准于延迟相位基准之间的相差。

不同的主回路形式，可能要求触发脉冲延迟角的最小值与最大值不一样最小与最大延迟角由偏置电阻R3和宽度电阻R1的阻值决定，如图4.5调节电阻R3、R1的阻值，R3决定了逆变角的起始参考位置(即触发脉冲的最大延迟角)，R1决定了脉冲的移相范围 为了适应于各种工作电流频率，板上设计了J10插脚通过改变各脚的连联而满足不同电源要求当电源频率为50Hz时，使得了10的脚1、2短接，5／6分频器；厂作在6。