晶閘管脈沖觸發(fā)系統在電力、電子等工業(yè)領(lǐng)域（如整流、有源逆變、交流調壓、變頻器及斬波器等方面）有著(zhù)極其廣泛的應用。而脈沖觸發(fā)系統在現場(chǎng)實(shí)際應用中能否正?？煽窟\行，很大程度上決定于該系統對現場(chǎng)各種干擾的抗干擾能力。

1.晶閘管受干擾原因：

因為大多數干擾表現為瞬時(shí)尖峰信號的形式，即所謂“毛刺”，當其幅值和能量達到一定程度時(shí)，就極易導致晶閘管誤導通，造成晶閘管損壞等嚴重后果，使系統不能正常運行。尤其在現場(chǎng)環(huán)境比較惡劣、而脈沖本身又為強觸發(fā)脈沖的情況下，因為外界對脈沖系統及脈沖相互間的干擾均較大，系統的抗干擾能力更成為關(guān)鍵之一。該情況下系統的抗干擾能力強弱也正能衡量出一種抗干擾措施實(shí)際效果的好壞。如直流煉鋼電弧爐晶閘管整流裝置的強觸發(fā)脈沖系統即屬于此類(lèi)。直流爐額定弧流為數千至數萬(wàn)安，弧壓為數百伏，且直流側短路是其正常工況，這種工況在熔化期頻繁發(fā)生，在移相控制過(guò)程中，產(chǎn)生較強的諧波電流，在弧流通過(guò)的路徑如整流裝置、短網(wǎng)、直流爐體周?chē)臻g產(chǎn)生強大的劇變電磁場(chǎng)，成為置于其中的脈沖系統的一個(gè)較強的干擾源。另外，由于整流裝置容量較大，需多只晶閘管并聯(lián)運行，故采取強觸發(fā)脈沖以保證并聯(lián)晶閘管導通的一致性、可靠性，因而脈沖瞬時(shí)功率較大，使脈沖相互間干擾也增大。

2.干擾類(lèi)型

脈沖系統的干擾主要有兩類(lèi)。一類(lèi)是脈沖系統內的相互干擾。另一類(lèi)是外部干擾源對脈沖系統的干擾。

脈沖系統內的相互干擾

這類(lèi)干擾主要由共用的電源和地引起，表現為一路脈沖的尖峰干擾信號在對應于其他幾路脈沖的時(shí)刻出現。這是因為各路脈沖共用一組電源，在一路脈沖觸發(fā)時(shí)，瞬時(shí)功率較大，將電源波形拉下缺口。同時(shí)，在地線(xiàn)上產(chǎn)生較強的脈沖電流，該電流流經(jīng)地線(xiàn)上兩點(diǎn)間將產(chǎn)生干擾“毛刺”。若接地沒(méi)處理好，該干擾“毛刺”將通過(guò)地線(xiàn)傳至其他路脈沖信號上。這類(lèi)干擾的另一原因是印刷電路板上或線(xiàn)槽內兩條平行的信號線(xiàn)的線(xiàn)間分布電容的電容耦合。

外部干擾源對脈沖系統的干擾

外部干擾源主要包括兩類(lèi)。一是設備內部信號，如脈沖控制柜內其他的強電信號等。二是外部環(huán)境，如大電弧電流產(chǎn)生的劇變強電磁場(chǎng)、強大的交變電磁場(chǎng)、大功率整流電路的移相控制產(chǎn)生的諧波、斷路器合分過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)壓等。這些干擾主要通過(guò)通道傳輸和電磁耦合等方式干擾脈沖系統。

3.抗干擾措施

抑制脈沖間相互干擾的措施

因為這類(lèi)干擾主要由共用電源和地引起，故應有針對性地采取以下措施：

（1）將控制電源和脈沖電源分開(kāi)，并將各路脈沖電源分開(kāi)，以減少或消除脈沖間的相互干擾。如有六路脈沖輸出，就可采用六組脈沖電源。另外，各電源應采用大容量電容進(jìn)行濾波，并盡量提高電源輸出特性的硬度。

（2）地線(xiàn)要處理好。這包括兩點(diǎn)：一是要遵循“一點(diǎn)接地”原則；二是接地電阻應盡量小。在脈沖電路的實(shí)際工程調試中，相當大的工作量往往都花在消除干擾“毛刺”上，而這大多是地線(xiàn)沒(méi)有處理好造成的。因此，這一條很重要。所謂“一點(diǎn)接地”原則，就是指各路脈沖的地應接在一點(diǎn)，以便各脈沖的地電位盡量一致。這里的 “點(diǎn)”既指電路上的一點(diǎn)，也指物理上的一點(diǎn)。接地電阻小就是說(shuō)一地線(xiàn)應盡量短；二地線(xiàn)還應盡量粗。這樣，才能在強觸發(fā)情況下，脈沖觸發(fā)電流較大時(shí)使地線(xiàn)上兩點(diǎn)間的電位差盡量小，減少或消除“毛刺”。圖1和圖2分別示出合理及不合理的地線(xiàn)接線(xiàn)方法（以六路脈沖為例）。


抑制外部干擾源對脈沖干擾的措施

抑制設備內部信號對脈沖干擾的措施

（1）印制電路板采用“鋪地”方法，即印制電路板上全部或局部鋪上地線(xiàn)，用地線(xiàn)將信號線(xiàn)包圍起來(lái)，以抑制設備內部信號對脈沖信號的干擾。

（2）脈沖信號線(xiàn)應盡量短。

（3）脈沖信號采用絞距小于1cm的雙絞線(xiàn)或屏蔽線(xiàn)。因為雙絞線(xiàn)內流過(guò)的電流瞬時(shí)大小相等，方向相反，故脈沖信號產(chǎn)生的干擾磁場(chǎng)只在雙絞線(xiàn)間極小的間隙內迭加，而在雙絞線(xiàn)外廣大的區域相互抵消。同樣，設備內部信號產(chǎn)生的干擾磁場(chǎng)在雙絞線(xiàn)內產(chǎn)生的干擾信號也是大小相等，方向相反，故相互抵消。因此，采用雙絞線(xiàn)是一種有效而廉價(jià)的抗干擾措施。

（4）強、弱電垂直交叉或分開(kāi)布線(xiàn)。分開(kāi)布線(xiàn)即增大強、弱電信號線(xiàn)間的物理距離，可有效衰減其相互干擾程度。若設備內部無(wú)足夠空間，可使強、弱電信號線(xiàn)垂直交叉，減小其相互干擾。

抑制外部環(huán)境對脈沖干擾的措施

（1）脈沖信號線(xiàn)與外部環(huán)境干擾源保持盡可能大的物理距離。

（2）脈沖采用雙絞線(xiàn)或屏蔽電纜。

（3）脈沖線(xiàn)單獨穿管，與其他信號線(xiàn)分開(kāi)布線(xiàn)。管道應可靠接地，并保證整個(gè)長(cháng)度上連續接地。（采用對磁電衰減較好的材料做的管道，如2inch電鍍鋼管或電氣金屬管等）

（4）盡量減少或不設中間端子板或連接點(diǎn)。

（5）根據具體情況，也可對脈沖系統專(zhuān)做一屏蔽盒，既嚴密屏蔽又便于調試、維修。（如抽屜式）

上述一些抗干擾措施在多年的現場(chǎng)工程調試中被證明是實(shí)用的、行之有效的。典型的一個(gè)應用是在為某直流煉鋼電弧爐配套的40KA/650V整流裝置的現場(chǎng)調試中。由于整流裝置容量較大，干擾很大?，F場(chǎng)調試中發(fā)現，為避免渦流發(fā)熱而采用的不導磁的不銹鋼管（純水冷卻裝置用）及角鋁（整流裝置框架）在整流裝置通電運行后居然出現了磁化現象（角鋁是在彎角處出現），晶閘管的觸發(fā)脈沖上也迭加了嚴重的干擾毛刺，剛開(kāi)始試運行時(shí)，時(shí)常有晶閘管因誤觸發(fā)而損壞。后來(lái)，采取上述措施進(jìn)行整改后，將脈沖的干擾毛刺抑制到很小的程度，整流裝置投入正常運行。相信這些措施對廣大電氣、電力電子領(lǐng)域的設計及工程技術(shù)人員會(huì )有所幫助。

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