[实用新型]可控硅短路过流保护器

说明书

本实用新型涉及一种可控硅元件的保护器。

在已有技术中，可控硅的电流保护一般采用自动空气开关，或快速熔断器。由于保护动作慢，尽管在设计选型时留有很大裕量，但是负载短路仍然是可控硅元件损坏的主要原因。

本实用新型的目的是提供一种动作很快的保护器。在可控硅负载电路短路或电流超过给定值时，立即切断可控硅的触发信号，使可控硅在交流电源最近的一个过零点关断。这个过程时间小于交流电源的半个周期，而可控硅的过电流能力为：一周时间，10倍额定电流以上，可保证保护的可靠性。

本实用新型的技术方案如图1所示。电流互感器（1）对可控硅的负载电流取样，经比较器（2）与基准值比较，如取样值小于基准值，比较器（2）输出低电平，不触动触发器（3），可控硅的触发信号经控制门（4），隔离驱动器（5）触发可控硅正常工作；如取样值大于基准值，比较器（2）输出高电平使触发器（3）翻转，控制门（4）截止，可控硅触发信号不能通过，使可控硅在电源换向时关断。

本实用新型的电原理图如图2所示，图中T₂为电流互感器，对可控硅负载电流取样，经D₉－D₁₂整流，R₅、R₆分压，R₄、C₆积分加至比较器IC₃的正输入端V＋，比较器的负输入端由R₂、R₃提供一个基准电压V－。电路正常工作时，V－＞V＋，比较器输出为低电平；当可控硅负载电流超过基准值时，V－＜V1比较器输出高电平。

由与非门G₂、G₃组成的R－S触发器，其输出端作为控制门G₄的控制端。正常时，R－S触发器的输出端为高电平，允许可控硅的触发信号Vf通过控制门G4。故障时，比较器输出高电平，通过与非门G₁反向，使R－S触发器翻转，可控硅触发信号Vf不能通过控制门G₄。BG₁、BG₂、R₇、R₈、R₉组成隔离驱动器，对可控硅触发信号Vf进行电流扩展。图中虚线框内为被保护可控硅，R₄、C₆为积分器，用于防止正常的电流过冲使保护误动作。R₁、C₅的作用是保证保护器在接通电源瞬间R－S触发器的正确初始状态和在接通电源后R－S触发器处于允许翻转状态。

图中T₁、D₁－D₈、C₁－C₄、IC₁IC₂组成两路相互隔离的直流电源。

本保护器速度快，可靠性高，可保护额定电流在15A以上的双向可控硅和用在交流电路中的单向可控硅。

图2示出的电路既为本实用新型的一个实施例：带有短路过流保护固态继电器，原理如前所述。