FCOG—630D触发板电气原理说明及应用

FCOG—630D触发板电气原理说明及应用

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，成为中国及亚太地区的总代理。近几年来已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

·二相六脉冲FCOG6100触发板(四象限工作)

·二相六脉冲FC06630D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

ISOVLCL-1

ISOVLCL-2

CTRCT-2

■独特的结构特色进一步扩大了触发板的用途：

·采用W ACO连接插座，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(2500V ac变压器高压测试)；

·板上元件小，尺寸小(190mm X 152mm X 32mm)；

·高质量结构(2．OmmGlO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. FCOG630D晶闸管六脉冲触发得工作原理

它是以20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

的三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。4．1 FCOG630D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：

·缓冲放人器；

·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 FCOG630D各部分工作单元简介

(1)LSI大规模集成电路逻辑单元：

所有触发板电路的逻辑包括在一块24脚的CMOS的大规模集成电路中，它由计算电路组成，故线路简单，外形尺寸小，并具有高可靠性。

(2)触发板的连接：

采用W AGO连接插座，连接导线可用AWG26～14号线，约5～6mm左右。晶闸管门极/阴极接口提供6只2脚W AGO连接器。

(3)电源/控制信号连接器：

触发板电源用24Vac或+30Vdc到一只12脚的WAGO连接器J3，另外J3提供控制器的接口，以及禁止信号控制。该连接器也提供30Vdc、+12Vdc和5Vdc 的输出电压。

(4)外部相位基准连接器：

外部参考电压可经过WAGO连接器J5经衰减电阻R37、R38、R39输入。

(5)测试信号输入连接器：

J7三脚MTA接头是用于低电压三相测试参考信号，可通过测试器进行测试。

扩展板连接器

J6是8脚插座

用以连接FCOAUX60扩展板，以触发另外6只SCR，作为SCI的并联。

(6)门极延迟给定信号：

门极延给定信号SIGHI从0～5Vdc或者用0～50mA的电流信号，用电压

输入信号时R65选择10kΩ，当输入是电流信号时R65选择为给出5Vdc时的阻值。

(7)相位和波形的选择：

拨码开关PPI用于相位和波形的基准选择，具体选择方法见表4.1、表

4.2。

(8)门极禁止：

J3的4脚和12脚分别是I1，和I2的禁止信号点。I1是瞬时禁止，当I1和

12Vdc开路实现禁止，在正常工作时J3的4脚和6脚短路。I2是软禁止，I2是

经过了3电阻RN2-5、接到+12Vdc。当I2接地时延迟角是在禁止前滑向最大延

迟角，软起动禁上亡的时间由R63和R4、C4决定。

(9)缺相保护：

如有某一相断路，缺相电路立即工作，禁止SCR导通。当三相电源供给SCR 的初始状态时缺相保护电路也动作，一直到电源电压稳定，形成软起动。

(10)相位参考：

三相主电源的电压经衰减电阻产生低电压相位参考信号，主电压是由J5引入。

7．FCOG630D晶闸管六脉冲触发板得主要技术参数合调试须知

7.1 主要技术参数

(1)当二相电压高出额定电压值20％、另一相低于额定值20％时，脉冲不均衡度不大于1°；

(2)输出脉冲波形为19.1kHz、2.0A短路电流、15V开路电压、1A／us

上刊·前沿时间；

(3)根据用户需要可任意选择宽度为120°的单脉冲或宽度为30°、脉

冲间距为60°的双触发脉冲，脉冲波形图见图7.1。

(4)脉冲变压器的绝缘等级为2．5kY；

(5)对于要求触发功率很大的串、并联晶闸管可采用12～48个脉冲变

压器辅助扩展板或强脉冲触发板。

7.2 调试须知

触发板不需同步变压器，相位基准信号直接采用高电阻值电阻与主回路相

连接，自动实现与电网同步，而且板内有自动相位纠正测控环节，使得调试人员的工作十分方便。

主同路同步采样电阻R37～R39根据主电路的线电压，选择不同的参数使

触发板能完全正常；工作，R37～R39电阻值的选择按表7．1进行。

触发板集缺相保护、自动纠相、急停软起动/停止等功能于一体，不必另外设计检测控制电路。

板上设置了八位拨码开关。不同的组合方式可以得到不同的脉冲波形。如双、单脉冲选择，输出脉冲相位为0°或-30°选择。