[发明专利]一种晶闸管驱动电路及方法

说明书

本发明公开了一种晶闸管驱动电路，包括：转换模块，用于在晶闸管使能信号有效时，输出恒流；以及，驱动模块，与所述转换模块、晶闸管门级连接，用于在所述晶闸管使能信号无效时，通过输入电源为储能电容充电；在所述晶闸管使能信号有效时，将所述储能电容的电压加载到所述晶闸管门级，使所述晶闸管门级的电压突变，进而将所述恒流输出至所述晶闸管门级，以维持所述晶闸管门级驱动电流。本发明还公开了一种晶闸管驱动方法。本发明能够显著降低电路的发热，同时保持大的驱动功率、良好的暂态响应。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种晶闸管驱动电路及方法。

背景技术

晶闸管(SCR)在开通瞬间，能承受的di/dt取决于其门极的触发电流的幅值和斜率。为了提高大功率SCR的可靠性，需要采用高电流的驱动(5～10倍额定触发电流)。通常SCR门极的驱动平均功率较小，因此有必要采用脉冲式驱动，才能获得大电流触发的效果，同时满足门极的驱动功率降额。

另外由于SCR的门极压降与温度、导通电流的变化率有关，为了可靠的驱动，驱动电流最好保持恒定。所以通常采用较高电压(例如24V～30V)，通过驱动电阻的方式实现近似恒流驱动，同时满足在门极压降较高(SCR导通电流di/dt较大时，门极电压会出现突增)的情况下，也有足够的驱动电流。但这种驱动电路明显存在问题，驱动电流较大，导致与电源串联的电阻功率也很大，从而使得电路发热严重。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种晶闸管驱动电路及方法，能够显著降低电路的发热，同时保持大的驱动功率、良好的暂态响应。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种晶闸管驱动电路，包括：

转换模块，用于在晶闸管使能信号有效时，输出恒流；以及，

驱动模块，与所述转换模块、晶闸管门级连接，用于在所述晶闸管使能信号无效时，通过输入电源为储能电容充电；在所述晶闸管使能信号有效时，将所述储能电容的电压加载到所述晶闸管门级，使所述晶闸管门级的电压突变，建立驱动电流，使所述恒流输出至所述晶闸管门级，以维持所述晶闸管门级驱动电流。

进一步地，所述转换模块包括降压式BUCK变换器、第二场效应管、电感和第二驱动信号接口；

所述转换模块具体用于在晶闸管使能信号有效时，所述第二驱动信号接口输入的信号有效，所述BUCK变换器被使能，所述第二场效应管导通，所述BUCK变换器逐波限流，通过所述电感输出恒流。

进一步地，所述驱动模块包括第一储能电容、第二储能电容、变压器、第一场效应管和第一驱动信号接口；

所述驱动模块具体用于在所述晶闸管使能信号无效时，通过输入电源对所述第一储能电容和所述第二储能电容充电；在所述晶闸管使能信号有效时，所述第一驱动信号接口输入的信号有效，所述第二驱动信号接口输入的信号无效，所述第二场效应管断开，所述第一场效应管导通，所述第一储能电容和所述第二储能电容的电压通过所述变压器加载到所述晶闸管门级，使所述晶闸管门级的电压突变，从而在驱动回路上，快速建立驱动电流，在所述晶闸管门级的电压下降后，将所述恒流按照所述变压器的变比输出至所述晶闸管门级，以维持所述晶闸管门级的驱动电流。

进一步地，所述转换模块还包括续流二极管；

所述转换模块还用于在所述第一控制信号接口输入的信号和所述第二控制信号接口输入的信号均无效时，所述电感的电流通过所述续流二极管续流至输入电源，并降为0；

所述驱动模块还用于关闭驱动输出，使所述驱动电流降为0，并通过所述输入电源为所述第一储能电容和所述第二储能电容充电。

进一步地，所述BUCK变换器包括正输入端、负输入端、使能端和输出端；