集成式过零触发可控硅

需求的背景和应用场景

在交流调压技术领域中，尤其是针对交、直流电机的电力拖动系统所使用的交、直流调压电路，当前普遍采用的是移相触发电路。这种电路的工作原理是通过调整触发脉冲与同步脉冲之间的相对延迟角来控制可控硅的导通角，进而调节输出电压。然而，这种传统的移相触发方式存在一个显著的缺陷：当触发脉冲设定在电网周波的峰顶位置时，可控硅在电网电压过零后开通，导致输出电压的正弦波被削去一半，形成不完整的波形。这种缺口波含有大量的谐波分量，特别是奇、偶次谐波，它们会对电网造成污染，干扰周围的电气设备，影响电力系统的稳定性和安全性。 为了克服这一技术难题，同时满足调压需求并保持输出波形的完整性，我们提出了集成式过零触发可控硅的研发需求。该技术旨在通过精确的过零检测电路，控制触发脉冲信号在电网电压过零时精确触发可控硅，确保在整个电网周期内可控硅完全开通，从而输出完整、无畸变的正弦波形。这一技术的应用将极大地改善电力拖动系统的性能，减少谐波污染，提高电力系统的稳定性和效率。

要解决的关键技术问题

1. 过零检测技术的优化：研发高精度、低延迟的过零检测电路，确保触发脉冲信号能够准确地在电网电压过零时触发可控硅。
2. 可控硅的选型与匹配：根据导通类型（单向导通、双向导通）的需求，选择合适的集成式过零可控硅型号，并优化其与触发脉冲信号的匹配性，确保可控硅在触发后能稳定、可靠地开通。
3. 高性能指标的实现：满足产品技术指标要求，包括高电压承受能力（VDSM/VRSM>900V）、低触发电流（IGT1~3<10mA）、高耐压变化率（dV/dt>600V/uS）、高耐电流变化率（di/dt>100A/uS）、大电流承受能力（ITSM>15A）以及高温工作能力（Tvj=150°C）。

效果要求

1. 输出波形质量显著提升：采用集成式过零触发可控硅后，电路输出波形应为完整的正弦波，无明显畸变和谐波分量，提高电力系统的电能质量。
2. 电网污染减少：由于输出波形的改善，将显著减少电网中的谐波污染，降低对周边电气设备的干扰，提升电力系统的整体稳定性。
3. 提高系统效率和可靠性：集成式过零触发可控硅的引入将优化电力拖动系统的性能，提高系统的运行效率和可靠性，降低维护成本。
4. 创新性竞争优势：该技术需求通过联合攻关方式，将形成具有自主知识产权的核心技术，为企业在电力拖动系统领域提供显著的创新性竞争优势。