晶闸管整流器全关断检测电路的设计

    每个晶闸管两端分别分压，按正反方向接两个光耦，当管子两端为正电压时，其中一个光耦导通，如果管子两端为负电压时，另一个光耦导通，光耦导通时输出信号都为1，否则为0。将这两个信号进行“或”处理，得到一个信号，如果“或”之后的信号(即一个晶闸管的信号)仍然为1时，则可判断此晶闸管为关断状态，反之则为导通状态。

    六个晶闸管的信号“与”之后的信号为1时，判断此时为晶闸管全关断状态。通过调节单稳态触发器RC与C的电阻及电容，使其输出高电平保持60 ，这样能保证准确反映脉冲状态，所有管子关断时就为高电平，当60 后无脉冲，则无高电平输出。也就是说，只要有晶闸管导通，则输出的状态信号就为0。因而在等离子体破裂时，导致正组续流时间增长，就会有低电平输出。

    在此电路中，光耦工作在线性区，至少是在正弦波的下部是工作在线性区，即在正弦波底部电压很低的情况下，光耦也能导通，真实反映晶闸管两端承受的电压。而正弦波电压较高的那部分更能使光耦导通。现在以一个光耦的输出为例来介绍板子的工作原理。

    先假设一个光耦导通，其输出的信号经过三极管放大，分成三路分别通过三个比较器，其中一个同相比较器，两个反相比较器。同相比较器是用来得到脉冲的前沿，当正弦波电压达到比较电平时，比较器翻转产生一个上升沿，它的输出接到一个D触发器的时钟端，Q端开始为“1”;当正弦波电压达到反相比较器比较电平时;也产生一个上升沿，这个上升沿经过一个单稳后送到D触发器的复位端使Q端变为“0”，也就是确定了脉冲的后沿。经过这个环节，正弦波已经被整形为方波。

    另外一个反相比较器的作用是确保能找到一个能使D触发器复位的一个信号，这是因为如果后沿比较电平比前沿比较电平高，就有可能出现在检测到前沿以后晶闸管导通，晶闸管两端电压只有几伏，就找不到后沿，D触发器的输出就一直为“1”，错误的反映了管子状态。所以这个比较器的比较电平必须设置在前沿比较器的比较电平之下，它的输出和另外一个反相比较器的输出相“或”，连接到单稳的输入端;对应正、反向光耦最终的输出信号相“或”后，再与其他六路信号相“与”，得到全关断信号。

4 调试结果

    首先用标准的正弦波信号源对高隔离电压光电耦合器的工作点进行调整，尽量在要检测的电压范围内使其延时时间短，且光耦的性能基本一致，再能过比较器调节各路输出的一致性。

    由于欧姆电源工作在脉冲运行方式，现场调试比较困难，通过每一次放电记录的数据，把每一路的信号再进行优化调整，使其能正常工作，能够准确检测到正组整流器电流过零时刻，如图6，其中Utk3-OH为晶闸管全关断检测过零信号。

图6 全关断过零检测示意图

    该晶闸管全关断检测电路不仅在理论上能够真实反映管子全关断时刻，并且在实验运行中得到了良好地应用，在OH电源假负载的条件下，进行的逻辑无环流实验中，全关断信号与其它过零信号(软件过零检测信号、硬件过零检测信号和等离子体存在信号)综合作为整流器是否关断的判据，起到了较好的效果。实验中是在全关断信号出现后，延时6ms, 如果上述三个信号同时存在，则负组打开的条件满足，这为实验装置的安全提供了保证，实验参数得到很大提高。