1、概述
DLJ-6恆功率晶閘管中頻電源控制板，是本公司開發使用研製的新型控制觸發板。主要由電源、調節器、移相控制電路、保護電路、啟動演算電路、逆變頻率跟蹤、逆變脈衝形成、脈衝放大及脈衝變壓器組成。其核心部件採用美國生產的高性能、高密度、超大規模專用DLJ集成電路，使其電路除調節器外，其餘均實現數字化，整流觸發器部分不需要任何調整，而且可靠性高、脈衝對稱度高、抗干擾能力強、反應速度快等特點，又由於有相序自適應電路，無需同步變壓器，所以，現場調試中免去了調相序、對同步的工作，僅需把KP晶閘管的門極線接入控制板相應的接線端上，整流部分便能投入運行。
逆變採用掃頻式零壓軟啟動方式，啟動性能優于普通的零壓軟啟動電路。並設有自動重複啟動電路，可防止中頻電源偶爾的啟動失敗，使啟動成功率達到100%。頻率跟蹤電路採用的是平均值取樣方案，提高了逆變的抗干擾能力，而且僅需取樣中頻電壓信號，而無需槽路電容器的電流信號，免去了外接中頻電流互感器、確定取樣電流相位的煩惱。因此，在調試和使用現場中，也不會由於中頻輸出線或取樣電流互感器的相位接反，而產生中頻電源不能啟動的問題。
逆變電路中還加有逆變角調節電路，可以自動調節負載阻抗的匹配，達到恆功率輸出，可以製成“快速熔煉”的中頻電源，達到節時、節電、提高網側功率因數的目的（此功能也可被關掉）。逆變部分的主要電路均在DLJ大規模集成電路的內部，亦是數字電路。
DLJ-6控制板全板僅有8只集成電路、4只晶體管、6只微調電位器、33個引出端子，安裝十分方便。適用於各種晶閘管並聯諧振中頻電源。
2、產品名稱
產品名稱：DLJ-6恆功率晶閘管中頻電源控制板
3、適用裝置
適用於400HZ-10KHZ各種晶閘管並聯諧振中頻電源。
4、正常使用條件
4.1海拔不超過2000米。
4.2環境溫度不低於-10℃，不高于+40℃。
4.3空氣最大相對濕度不超過90%（20℃±5℃時）。
4.4運行地點無導電及性塵埃，無腐蝕金屬和破坏絕緣的氣體或蒸汽。
4.5無劇烈振動和衝擊。
5、主要技術參數
5.1主電路進線額定電壓：100V~660V（50HZ）（注意R8、R9、R10的匹配。）
5.2控制供電電源：單相17V/2A。
5.3中頻電壓反饋信號：AC 15V/15mA。
5.4電流反饋信號：AC 12V/5mA三相輸入。
5.5整流觸發脈衝移相範圍：α=0~130°。
5.6整流觸發脈衝不對稱度：小於1°。
5.7整流觸發脈衝信號寬度：≥600μS、雙窄、間 隔60°。
5.8整流觸發脈衝特性：觸發脈衝峰值電壓：≥12V
                     觸發脈衝峰值電流：≥1A
                     觸發脈衝前沿陡度：≥0.5A/μS
5.9逆變頻率：400HZ-10KHZ。
5.10逆變觸發脈衝信號寬度：1/16×逆變頻率。
5.11逆變觸發脈衝特性：觸發脈峰值電壓：≥22V
                     觸發脈峰值電流：≥1.5A
                     觸發脈衝前沿陡度：≥2A/μS
               （逆變的觸發脈衝變壓器是外接的）
5.12最大外型尺寸：245×175×40mm。
5.13故障信號輸出：
    控制板在檢測到故障信號時，輸出一組接點信號，該接點容量為AC：5A/220V；DC：10A/28V。
6、電路原理
整個控制電路除逆變末級觸發單元外，做成一塊印刷電路板結構。功能上包括電源、整流觸發、調節器、逆變觸發、啟動演算等，除調節器為模擬運算電路外，其餘均為數字電路。
組成該控制板的核心集成電路為U5，型號為DLJ它是一塊專用超大規模數字集成電路，有3路時鐘輸入口，33路輸入/輸出口，內部功能包括整流移相觸發、相序自適應、逆變觸發、逆變引前角鎖定、逆變重複起動、過流保護、過壓保護、缺相保護、水壓低保護、水溫高保護控制板欠壓保護，另外還有二個外部故障輸入保護。
6.1整流觸發工作原理
這部分電路包括三相同步、相序自適應、壓控時鐘、數字觸發、末級驅動等電路。
三相同步信號直接由晶閘管的門極引線K4、K6、K2從主迴路的三相進線上取得，由R8、C5、R9、C6、R10、C7進行濾波，再經6只光電耦合器進行電位隔離，獲得6個相位互差60度的矩形波同步信號，輸入到U5的54P、56P、58P、60P、61P、63P。
在U5的內部有相序自適應電路，確保了中頻電源的三相交流輸入可以不分相序。
U3D及其週圍電路構成壓控時鐘，其輸出信號的週期隨調節器的輸出電壓VK而線性變化。壓控時鐘信號輸入到U5的3P，作為數字觸發的時鐘CL0K1。
數字觸發的特征是用計數（時鐘脈衝）的辦法來實現移相，6路整流移相觸發脈衝均由U5產生。6路整流移相觸發脈衝經U6晶體管陳列放大后，驅動整流脈衝變壓器輸出。
6.2調節器工作原理
共設有2個調節器：中頻電壓/電流調節器、逆變角調節器。
其中電壓/電流調節器（U3C），是常規的PI調節器，在啟動和運行的整個階段，該環始終參與工作；逆變角調節器（U3B）用於使逆變橋能在某一Э角下穩定的工作。
調節器電路的工作過程可以分為兩種情況；一種是直流電壓沒有達到最大值的時候，即U3D沒有限幅，而U3A工作于限幅狀態，對應的為最小逆變Э角，此時系統完全是一個標準的電壓/電流閉環系統；另一種情況是直流電壓已到最大值，即U3D開始限幅，整流橋的調節不再起作用，而U3A退出限幅狀態開始工作，調節逆變角調節器的Э角給定值，使輸出的中頻電壓增加，達到新的平衡。此時，就有電壓/電流調節器與逆變角調節器雙環工作。
中頻電壓互感器過來的中頻電壓信號由UP1、UP2輸入后，分為兩路，一路由U2C進行電平轉換后送到U5的12P，另一路經D35-D38整流后，又分為兩路，一路送到電壓/電流調節器，另一路送到過電壓保護。
由主迴路交流互感器取得的電流信號，先在外部轉換成電壓信號，從I1、I2、I3輸入，經二極管D39~D44整流后，再分為兩路，一路作為過流保護信號，另一路作為電壓/電流調節器的反饋信號。
6.3逆變部分工作原理
    本電路逆變觸發部分，採用的是掃頻式零壓軟起動，只需取一路中頻電壓反饋信號，無需槽路中頻電容器上的電流信號，其本質上相當于它激轉自激電路，屬於平均值反饋電路。由於主迴路上無需附加任何起動電路，不需要預充磁或預充電的起動過程，因此，主迴路得以簡化，調試過程簡單。
起動過程大致是這樣的，在逆變電路起動前，先以一個高于槽路諧振頻率的它激信號去觸發逆變晶閘管，當電路檢測到主迴路開始有直流電流時，便控制它激信號的頻率從高向低掃描，同時繼續加大主迴路的直流電流，當它激信號頻率下降到接近槽路諧振頻率時，中頻電壓便建立起來，並反饋到自動調頻電路。自動調頻電路一旦投入工作，便停止它激信號的頻率往低掃描動作，轉由自動調頻電路控制逆變動引前角，使設備進入穩態運行。
若一次起動不成功，即自動調頻電路沒有抓住中頻電壓反饋信號，此時，它激信號便會一直掃描到最低頻率，重複起動電路一旦檢測到它激信號進入到最低頻段，便進行一次再起動，把它激信號再推到最高頻率，重新掃描一次，直至起動成功。重複起動的週期約為0.5移鐘。
    由UP1和UP2輸入的中頻電壓信號，經U2C轉換成方波信號，輸入到U5的12P。由U5的 64P、67P輸出的逆變觸發信號，經U7隔離放大后，驅動逆變觸發C MOS晶體管Q5、Q6。U4A和U4C構成逆變壓控時鐘，輸入到U5的83P；同時又由U7進行頻壓轉換后用於驅動頻率表。FHZ微調電位器用於整定外接頻率表的讀數。
    另外，當發生過電壓保護時，U5內部的過電壓保護振盪器起振，輸出2倍于最高逆變頻率的觸發脈衝，使逆變橋的4只晶閘管均導通。
    U4B為起動失敗檢測器，其輸出控制U5內部重複起動電路。
6.4啟動演算工作原理
    過電流保護信號經U1B，送到U5的15P，封鎖整流觸發脈衝；驅動“GL”LED批示燈亮和驅動報警繼電器。通過＂W2　IF＂微調電位器可整定過流電平。
當三相交流輸入缺相時，本控制板均能對電源實現保護和指示。其原理是：由4#、6#、2#晶閘管的陰極（K）分別取A、B、C三相電壓信號（通過門極引線），經過光電耦合器的隔離送到U5進行檢測和判別，一旦出現“缺相”故障時，除了封鎖整流觸發脈衝外，還驅“QX”LED批示燈以及報警繼電器。
為了使控制電路能夠更可靠準確的運行，控制電路上還設置了啟動定時器和控制電源欠壓檢測保護。在開機的瞬間，控制電路的工作是不穩定的，設置一個3秒鐘左右的定時器，待定時過後，才容許輸出觸發脈衝。這部分電路由U1C等元件構成。若由於某種原因造成控制板上直流供電電壓過低，穩壓器不能穩壓，亦會使控制出錯。設置一個欠壓檢測電路（由U1D等組成），當VCC電壓低於12.5V時便封鎖整流觸發脈衝，防止不正確的觸發，同時點亮“QY”LED批示燈和驅動報警繼電器。
自動重複起動電路在U5內部。微動開關DIP-2用於關閉自動重複起動電路。
U1A組成中頻過電壓檢測，輸入到U5的15P，封鎖整流觸發脈衝；驅動“GY”LED指示燈亮和驅動報警繼電器；同時使過壓保護振盪器起振。調節＂W1　VF＂微調電位器可整定過壓電平。
U8A及週圍電路組成水壓過低延時保護電路，延時時間約3秒。輸入到U5的77P，封鎖整流觸發脈衝；驅動“SY”LED指示燈亮和驅動報警繼電器。
U8B，週圍電路組成水溫過高延時保護電路，不延時。輸入到U5的76P，封鎖整流觸發脈衝；驅動“SW”LED指示燈亮和驅動報警斷電器。
以上保護，只有通過復位信號，或通過關機后再開機進行“上電復位”方可再運行。
復位開關信號由KZ、GND輸入，閉合狀態為復位/暫停。