[发明专利]背对背硅控整流电路的换向失败侦测电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种用于一背对背连接的硅控整流电路(back-to-backconnected SCR circuit)的换向失败侦测电路(commutation failure detectioncircuit)及其控制方法，尤指一种具有相对较佳效率的用于一背对背硅控整流电路的换向失败侦测电路及其控制方法。 

背景技术

使用背对背连接的硅控整流器于一交流电源与一负载之间，以作为一静态开关，在今日是很常见的。例如，请参看图1，其显示一传统的调压变压器(tap changing transformer)的电路示意图，包括有六对背对背硅控整流器(SR1至SR6)。其中，每一对的背对背硅控整流器具有一第一端(k1(1)至k1(6))以及一第二端(k2(1)至k2(6))，且每一硅控整流器具有一闸极(G1(1)至G1(6)以及G2(1)至G2(6))，用于线性稳压(具有输入电压240-520伏特，以及输出电压220加减10％伏特)。在硅控整流器的此一应用中，需要一换向失败侦测电路，以避免因硅控整流器的一故障，而引致变压器的严重损坏。 

请参看图2，其显示用于一背对背硅控整流器电路的传统的使用桥式电路与光电耦合器的换向失败侦测电路的方块图。图中显示一背对背硅控整流电路以及该换向失败侦测电路，其包括一电阻组(resistor bank)，耦合于该背对背硅控整流电路，一全桥电路，耦合于该电阻组与该背对背硅控整流电路，以及一光电隔离器，具有一光电耦合器(未显示)，耦合于该全桥电路、接收一直流电源电压以及产生一输出。 

假设，该背对背硅控整流器电路的一硅控整流器对(SCR pair)的第一硅控整流器(未显示)，在该背对背硅控整流器电路的一交流输入电压(未显示)为一正半周时，于某些射角(some firing angle)被触发。一正向电压呈现于该 硅控整流器对，直到该硅控整流器对其中的任一硅控整流器开始导通。此一正向电压透过该电阻组施加于该全桥整流器，该电阻组的目的在于限制流入该全桥电路的电流。经整流的电压导通在每一光电耦合器中的一光电二极管(未显示)，而该光电二极管所发出的一讯号则被传送至该输出。 

当该硅控整流器对的其中任一硅控整流器开始导通时，则该光电二极管上的跨压为零。因此，该光电耦合器的输出端并无讯号。而在该交流输入电压的一负半周，其运作原理亦相似。 

前述的传统的使用桥式电路与光电耦合器的换向失败侦测电路的优点是：其零件的数目相对较低。而前述的传统的使用桥式电路与光电耦合器的换向失败侦测电路的缺点是：在交流输入电压为零时，跨越其电阻组的总应用电压下降，这使得可启动该包括四个二极管的全桥电路的一正向电流缓慢的上升。因此，在硅控整流器的换向失败的侦测上，总是有一些延迟产生。 

请参看图3，其显示一用于一背对背硅控整流器电路的传统的使用光电耦合器的换向失败侦测电路的方块图。图中显示一背对背硅控整流电路以及该换向失败侦测电路，其包括一电阻组，耦合于该背对背硅控整流电路，以及二个光电隔离器，每一该光电隔离器具有一光电耦合器(未显示)以及产生一输出，一光电隔离器耦合于该电阻组，而另一光电隔离器耦合于该背对背硅控整流电路及接收一直流电源电压。 

假设，该背对背硅控整流器电路的一硅控整流器对的第一硅控整流器(未显示)，在该背对背硅控整流器电路的一交流输入电压(未显示)为一正半周时，亦于某些射角被触发；则一正向电压呈现于该硅控整流器对，直到该硅控整流器对其中任一硅控整流器开始导通。一极大的电压降呈现于该串联电连接的电阻组，而该电阻组的目的在于限制流入该光电隔离器的电流。其中一光电隔离器是被逆向连接的，使其在该交流输入电压的一负半周时可被导通。每一该光电耦合器的一输入电压启动存在于每一光电耦合器的一光电二极管(未显示)，以及传送一讯号至该光电耦合器的输出。 

当该硅控整流器对的其中任一硅控整流器开始导通时，则该光电二极管上的跨压为零。因此，在该光电耦合器的输出端并无讯号。当该交流输入电压的一负半周时，其运作原理亦类同。 

前述的传统的使用光电耦合器的换向失败侦测电路的优点是：其零件的数目亦相对较低。而前述的传统的使用光电耦合器的换向失败侦测电路的缺点则是：在交流输入电压为零时，跨越其电阻组的总应用电压下降，因此，可启动该光电二极管的该正向电流缓慢的上升。因此，在硅控整流器的换向失败的侦测上，也总是会有一些延迟产生。 

综上所述，发明人鉴于现有技术的缺失，终能提出本发明的背对背硅控整流电路的换向失败侦测电路及其控制方法。 

发明内容