阅读说明：本技术 有载调压驱动开关电路以及应用该开关电路的三相变压器 (The three-phase transformer of on-load voltage regulation driving switch circuit and the application switching circuit ) 是由 郑志华 李志宏 姚继荣 张维进 李长杰 门利君 刘洪卫 李敏 王浩 朱玉波 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明属于三相变压器有载调压技术领域,尤其涉及一种有载调压驱动开关电路以及应用该开关电路的三相变压器。该有载调压驱动开关电路可实现对三相变压器的有载调压,具有反应迅速、调节速度快、切换无电弧等优点,可为提高配电系统输出电压的稳定性以及输出电能质量提供帮助。有载调压驱动开关电路,包括有：第一光耦合器、第二光耦合器；第一光耦合器由第一发光二极管、第一光电三极管构成,第二光耦合器由第二发光二极管、第二光电三极管构成；其中,第一发光二极管用于接收第一驱动控制信号；第二发光二极管用于接收第二驱动控制信号；比较放大器；第一IGBT驱动模块、第二IGBT驱动模块、第三IGBT驱动模块。(The invention belongs to the three-phase transformers of three-phase transformer on-load voltage regulation technical field more particularly to a kind of on-load voltage regulation driving switch circuit and the application switching circuit.The on-load voltage regulation driving switch circuit can realize the on-load voltage regulation to three-phase transformer, have many advantages, such as to be swift in response, adjustment speed is fast, switching is without electric arc, can provide help to improve the stability of distribution system output voltage and exporting power quality.On-load voltage regulation driving switch circuit includes: the first photo-coupler, the second photo-coupler；First photo-coupler is made of the first light emitting diode, the first phototriode, and the second photo-coupler is made of the second light emitting diode, the second phototriode；Wherein, the first light emitting diode is for receiving the first driving control signal；Second light emitting diode is for receiving the second driving control signal；Comparison amplifier；First IGBT drive module, the second IGBT drive module, third IGBT drive module.)

有载调压驱动开关电路以及应用该开关电路的三相变压器

技术领域

本发明属于三相变压器有载调压技术领域，尤其涉及一种有载调压驱动开关电路以及应用该开关电路的三相变压器。

背景技术

为适应国民经济的高速发展以及不断提高的人民生活水平，提高配电网的电压质量以及可靠性是一项刻不容缓、亟待解决的技术问题。作为稳定电网电压最为有效的方式，有载调压三相变压器通过搭载自动调压分接开关，实现根据三相变压器输出电压自动改变三相变压器一侧的分接头来最终实现二次调整输出电压的目的。然而发明人发现，传统有载调压开关存在有切换电弧、动作反应迟缓等缺陷，会对三相变压器设备产生冲击以及电磁干扰，不利于提高配电系统输出电压的稳定性以及提高输出电能质量。

发明内容

本发明提供了一种有载调压驱动开关电路以及应用该开关电路的三相变压器，该有载调压驱动开关电路可实现对三相变压器的有载调压，具有反应迅速、调节速度快、切换无电弧等优点，可为提高配电系统输出电压的稳定性以及输出电能质量提供帮助。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

有载调压驱动开关电路，包括有：

第一光耦合器、第二光耦合器；第一光耦合器由第一发光二极管、第一光电三极管构成，第二光耦合器由第二发光二极管、第二光电三极管构成；其中，第一发光二极管用于接收第一驱动控制信号，第一光电三极管的控制极端与第一发光二极管的发光侧相接邻，第一光电三极管的输入极端与电源正极相连接；第二发光二极管用于接收第二驱动控制信号，第二光电三极管的控制极端与第二发光二极管的发光侧相接邻，第二光电三极管的输入极端与电源正极相连接；

比较放大器；第一光电三极管的输出极端与比较放大器的第一输入端相连接，第二光电三极管的输出极端与比较放大器的第二输入端相连接；

第一IGBT驱动模块、第二IGBT驱动模块、第三IGBT驱动模块；其中，比较放大器的输出端分别与第一IGBT驱动模块的栅极端、第二IGBT驱动模块的栅极端相连接；第一IGBT驱动模块的源极端与电源正极相连接，第一IGBT驱动模块的漏极端与第二IGBT驱动模块的源极端相连接，第二IGBT驱动模块的漏极端与电源负极相连接；第三IGBT驱动模块的栅极端分别与第一IGBT驱动模块的漏极端、第二IGBT驱动模块的源极端相连接；第三IGBT驱动模块的源极端与电源正极相连接；第三IGBT驱动模块的漏极端与电源负极相连接。

进一步优选的，还包括有：设置在电源正极输出侧的限流电阻；所述限流电阻的电阻值为4.4kΩ。

进一步优选的，还包括有：设置在第一光电三极管的输入极端与电源正极之间的第一防冲击二极管、设置在第二光电三极管的输入极端与电源正极之间的第二防冲击二极管；

其中，第一防冲击二极管的正极端与电源正极相连接，第一防冲击二极管的负极端与第一光电三极管的输入极端相连接；第二防冲击二极管的正极端与第一防冲击二极管的负极端相连接，第二防冲击二极管的负极端与第二光电三极管的输入极端相连接。

可选择的，第三IGBT驱动模块栅极端的输入侧还设置有过压保护电阻；所述过压保护电阻的电阻值不小于40Ω。

可选择的，比较放大器的输出端一侧还设置有限流二极管。

以及本发明的另一方面，一种三相变压器，所述三相变压器搭载有权利要求1-权利要求5所述的有载调压驱动开关电路。

本发明提供了一种有载调压驱动开关电路以及应用该开关电路的三相变压器，其中该有载调压驱动开关电路中包括有第一光耦合器、第二光耦合器、比较放大器、第一IGBT驱动模块、第二IGBT驱动模块、第三IGBT驱动模块等结构单元。具有上述结构单元的有载调压驱动开关电路以及应用该开关电路的三相变压器，该有载调压驱动开关电路可实现对三相变压器的有载调压工作，结构简单可靠性高，具有反应迅速、调节速度快、切换无电弧等优点，可实现对输出电压值的调整，从而为实现电压稳定、治理配电网低电压以及提高供电质量提供帮助。

附图说明

图1为本发明提供的有载调压驱动开关电路的电路示意图；

图2为本发明提供的应用该开关电路的三相变压器的电路示意图；

附图标记：1、第一光耦合器；2、第二光耦合器；3、比较放大器；4、第一IGBT驱动模块；5、第二IGBT驱动模块；6、第三IGBT驱动模块；Rcc：电源；R0：限流电阻；D1：第一防冲击二极管；D2：第二防冲击二极管；D3：限流二极管；R1：过压保护电阻。

具体实施方式

本发明提供了一种有载调压驱动开关电路以及应用该开关电路的三相变压器，该有载调压驱动开关电路可实现对三相变压器的有载调压，具有反应迅速、调节速度快、切换无电弧等优点，可为提高配电系统输出电压的稳定性以及输出电能质量提供帮助。

本发明提供了一种有载调压驱动开关电路，如图1所示，该有载调压驱动开关电路具体包括有第一光耦合器、第二光耦合器、比较放大器、第一IGBT驱动模块、第二IGBT驱动模块、第三IGBT驱动模块。其中，第一光耦合器由第一发光二极管、第一光电三极管构成，第二光耦合器由第二发光二极管、第二光电三极管构成。第一发光二极管用于接收第一驱动控制信号，第一光电三极管的控制极端与第一发光二极管的发光侧相接邻，第一光电三极管的输入极端与电源正极相连接；第二发光二极管用于接收第二驱动控制信号，第二光电三极管的控制极端与第二发光二极管的发光侧相接邻，第二光电三极管的输入极端与电源正极(符号为Rcc；其中，该电源优选+12V/+20V)相连接；第一光电三极管的输出极端与比较放大器的第一输入端相连接，第二光电三极管的输出极端与比较放大器的第二输入端相连接；比较放大器的输出端分别与第一IGBT驱动模块的栅极端、第二IGBT驱动模块的栅极端相连接；第一IGBT驱动模块的源极端与电源正极相连接，第一IGBT驱动模块的漏极端与第二IGBT驱动模块的源极端相连接，第二IGBT驱动模块的漏极端与电源负极相连接；第三IGBT驱动模块的栅极端分别与第一IGBT驱动模块的漏极端、第二IGBT驱动模块的源极端相连接；第三IGBT驱动模块的源极端与电源正极相连接；第三IGBT驱动模块的漏极端与电源负极相连接。

为便于本领域技术人员理解本发明内容，进一步结合附图对本有载调压驱动开关电路的工作方式进行一下详细描述。首先本有载调压驱动开关电路采用了光纤触发方式，分别由第一光耦合器、第二光耦合器接收第一驱动控制信号以及第二驱动控制信号。其中，第一驱动控制信号、第二驱动控制信号可进一步通过单片机或者其他控制模块产生。在第一光耦合器、第二光耦合器接收第一驱动控制信号、第二驱动控制信号并光电转换完成后，第一驱动控制信号经第一光耦合器中第一光电三极管的输出极端送入至比较放大器的第一输入端，第二驱动控制信号经第二光耦合器中第二光电三极管的输出极端送入至比较放大器的第二输入端，进行比较放大处理，并由比较放大器生产后续驱动IGBT的触发驱动信号。值得注意的是，本领域技术人员完全可根据其掌握的公知常识以及三相变压器的实际工作需要，确定第一驱动控制信号、第二驱动控制信号、触发驱动信号三者之间的关联，举例而言：假设第一驱动控制信号为0值光信号，第二驱动控制信号为1值光信号，此时经比较放大器处理后生成的触发驱动信号为开启后续IGBT的驱动信号。而当第一驱动控制信号为1值光信号，第二驱动控制信号为0值光信号，此时经比较放大器处理后生成的触发驱动信号为关闭后续IGBT的驱动信号。而后，比较放大器生成的触发驱动信号加载至第一IGBT驱动模块的栅极端、第二IGBT驱动模块的栅极端位置处；其中，第一IGBT驱动模块、第二IGBT驱动模块形成一推挽电路，用于共同控制第三IGBT驱动模块的导通/关断。至此，本有载调压驱动开关电路实现了根据光纤触发信号驱动IGBT开关切换的技术效果，保证了开关两端始终处于电气隔离的状态下。

进一步作为本发明的一种较为优选的实施方式，在电源正极输出侧还设置有限流电阻R0，该限流电阻R0的电阻值优选设置为4.4kΩ，用于防止过载输出限流的目的；而在第一光电三极管的输入极端与电源正极之间、第二光电三极管的输入极端与电源正极之间分别设置有第一防冲击二极管D1、第二防冲击二极管D2，该第一防冲击二极管D1、第二防冲击二极管D2用于保护第一光耦合器中的第一光电三极管以及第二光耦合器中的第二光电三极管，防止其导通至电压稳压过程中，高压击穿影响第一光电三极管、第二光电三极管的使用寿命。以及在第三IGBT驱动模块栅极端的输入侧设置的过压保护电阻R1，该过压保护电阻R1的电阻值不小于40Ω，用于防止过电压尖脉冲对第三IGBT驱动模块的冲击。最后，在比较放大器的输出端一侧还设置有限流二极管D3，该限流二极管D3可用于保护第一IGBT驱动模块以及第二IGBT驱动模块。

进一步的，本发明还提供了一种三相变压器，该三相变压器中包含有前文所记载有载调压驱动开关电路。举例而言，如图2所示，图2提供了一种包含有有载调压驱动开关电路的三相变压器的电路示意图。其中，有载调压驱动开关电路与二极管整流桥共同工作，以代替传统机械式触头开关，实现切换三相变压器抽头的目的(具体为增加或减少有效绕组的匝数)，最终实现对输出电压的二次调整，使其达到在规定范围内稳压的技术效果。可以理解的是，该图2所示三相变压器电路仅为实例，本领域技术人员完全可以根据实际工作需要对三相变压器的具体结构进行进一步调整，在此不做赘述。

本发明提供了一种有载调压驱动开关电路以及应用该开关电路的三相变压器，其中该有载调压驱动开关电路中包括有第一光耦合器、第二光耦合器、比较放大器、第一IGBT驱动模块、第二IGBT驱动模块、第三IGBT驱动模块等结构单元。具有上述结构单元的有载调压驱动开关电路以及应用该开关电路的三相变压器，该有载调压驱动开关电路可实现对三相变压器的有载调压工作，结构简单可靠性高，具有反应迅速、调节速度快、切换无电弧等优点，可实现对输出电压值的调整，从而为实现电压稳定、治理配电网低电压以及提高供电质量提供帮助。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。