[实用新型]一种交流电流源过压保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及过压保护领域，特别是涉及一种交流电流源过压保护电路。

背景技术

智能电网是电网的发展方向，而在线监测是智能电网的一部分。而在线监测系统的供电部分，是在线监测系统能正常运行的基础。在输电网的地线上通过电磁感应取电，可以有效解决在线监测系统的供电问题。因为地线上只要有交流电流，通过铁芯由电磁感应原理就可以取得交流电流源，类似电流互感器，取得的交流电源的功率和负载电阻阻值成正比，根据公式P=I²*R，假设电流I恒定，则功率P正比于电阻R。所以，当电阻R增大时，输出功率增大，输出电电压也增大，当负载没有消耗功率或者开路这种极端情况时，取得的交流电输出电压会大大升高，会超过电路中元件器耐压极限而损坏元器件。所以，取得的交流电必须加上过压保护电路。

如图1所示，一种传统的典型交流电流源过压保护方案，该传统方案中采用双向可控硅实现交流电流源过压保护。

该传统方案的工作原理是：直流用电设备用电电流降低，等效为直流用电设备内阻增大，直流用电设备两端电压升高，交流电流源输出电压升高。此时，过压保护电路工作原理分交流电流源正半周和负半周两种情况分析。

该传统方案过压保护电路在交流源正半周工作原理：

假设图1中A点电压相对B点电压为正，即V_AB为正电压。C点相对B点为正电压，即V_CB为正电压。当V_CB逐步升高，达到双向二极管DB1的导通电压时，双向二极管DB1导通，电流从左到右流过双向二极管DB1、电阻R5后，给电容C2充电，然后G点电压相对B点电压为正，即V_GB为正电压，当V_GB达到双向可控硅VT1的正导通阀值电压时，双向可控硅VT1导通，电流从MT2流至MT1，相当于将交流电流源短路，交流电流源不再给直流用电设备供电，而由电容C3中存储的电能给直流用电设备供电。直到交流源负半周到来，此时V_AB将由正转负，流过双向可控硅VT1的电流先减小，然后到零，再反向，双向可控硅VT1由于自身特性，会在电流过零时自动关断。

该传统方案过压保护电路在交流源负半周工作原理：

假设图1中A点电压相对B点电压为负，即V_AB为负电压。C点相对B点为负电压，即V_CB为负电压。当V_CB逐步降低，达到双向二极管DB1的导通电压时，双向二极管DB1导通，电流从右到左流过电阻R5，双向二极管DB1给C2放电（也可以认为反向充电），然后G点电压相对B点电压为负，即V_GB为负电压，当V_GB达到双向可控硅VT1的负导通阀值电压时，双向可控硅VT1导通，电流从MT1流至MT2，相当于将交流电流源短路，交流电流源不再给直流用电设备供电，而由电容C3中存储的电能给直流用电设备供电。直到交流源正半周到来，此时V_AB将由负转正，流过双向可控硅VT1的电流先减小，然后到零，再反向，双向可控硅VT1由于自身特性，会在电流过零时自动关断。

现有技术的最大缺点是：

（1）双向二极管规格比较有限，且一般封装较小。实际工程应用，可能用到触发电流较大的大功率双向可控硅。此时，就存在双向二极管可以短时间流过的最大电流，还不能完全触发双向可控硅的情况。如果让双向二极管强制流过超过其额定电流来触发双向可控硅，则存在可靠性和寿命问题。

（2）双向二极管双向触发导通的触发电压一样大，而双向可控硅1、3象限的触发电压阀值不同，从而导致交流电流源过压保护时正向和负向保护电压值不一致。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种交流电流源过压保护电路，克服传统交流电流源过压保护方案过压保护时存在可靠性低，以及正负半周过压保护值不一致的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种交流电流源过压保护电路，它包括稳压单元和双向可控硅Q1，所述稳压单元的一端通过电阻R1与输入端INA连接，通过电容C1与输入端INB连接，稳压单元的另一端通过电阻R2与双向可控硅Q1的G极和电容C2连接，电容C2的另一端和双向可控硅Q1的T1极均与输入端INB连接，双向可控硅Q1的T2极与输入端INA连接。

所述的稳压单元包括反向串联的稳压二极管Z1和稳压二极管Z2。