一種可控矽開關裝置的製作方法

2023-05-02 04:29:11 1

專利名稱：一種可控矽開關裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種控制高壓大電流可控矽通斷的裝置，尤其涉及一種控制多路高壓大電流可控矽通斷的裝置。
背景技術：
可控矽作為功率開關器件，具有成本低、開關頻率快、可開關高壓大電流的特點。但其難於關斷，一直是可控矽應用的難點。已有的多路高壓大電流可控矽關斷方法都是採用複雜的純硬體大功率關斷電路，瞬間切斷可控矽工作電流，達到關斷可控矽的目的。其缺點是關斷電路複雜，生產調試困難，功耗大，工作可靠性低。

發明內容
本實用新型的目的就是提出一種電路簡單，方便關斷多路可控矽，智能化程度高的多路高壓大電流可控矽開關裝置。
為實現上述目的，本實用新型一種可控矽開關裝置，包括CPU單片機，功率驅動電路，大電流脈衝形成電路，多個觸發電路和多個可控矽，CPU單片機的一個輸出口經功率驅動電路接大電流脈衝形成電路的輸入端，大電流脈衝形成電路的輸出端接多個可控矽的多個陽極，所述的多個可控矽的相應的多個陰極分別接對應的多個輸出端，所述的多個觸發電路分別接在CPU單片機相應的多個輸出口和多個可控矽相應的多個控制級之間。
所述的多個觸發電路和CPU單片機相應的多個輸出口之間可以接有輸出口擴展電路。
由於採用了CPU單片機，經編程在單片機的輸出口極易產生高頻脈衝，經功率驅動電路和大電流脈衝形成電路，在多路可控矽的陽極形成大電流脈衝波，當脈衝處於低電位時，即可將可控矽關斷，經編程在單片機的多個輸出口產生多路觸發脈衝信號，若單片機的輸出口不夠，則可接入輸出口擴展電路，經編程在輸出口擴展電路的輸出端同樣產生多路觸發脈衝信號，只要觸發脈衝信號和大電流脈衝波信號在時間上對應，就可方便的開通、切斷多路可控矽的電流，實現了可控矽的大電流通斷可控輸出，省去了複雜的大功率關斷電路。


以下為附圖圖面說明圖1為本實用新型一種可控矽開關裝置的電路方框圖；圖2為本實用新型一種可控矽開關裝置具有輸出口擴展電路的電路方框圖；圖3為本實用新型一種可控矽開關裝置具有24路高壓大電流可控矽的電路原理圖；圖4為本實用新型具有24路高壓大電流可控矽的可控矽開關裝置的A點大電流脈衝波，24路可控矽輸出信號Q1-Q24，控制級B1至B24的觸發控制信號的時序圖；具體實施方式
以下結合附圖詳述本實用新型實施例的結構細節如圖1所示。本實施例一種可控矽開關裝置，包括CPU單片機1，功率驅動電路2，大電流脈衝形成電路3，多個觸發電路41-4n和多個可控矽SCR1-SCRn，CPU單片機1的一個輸出口經功率驅動電路2接大電流脈衝形成電路3的輸入端，大電流脈衝形成電路3的輸出端接多個可控矽SCR1-SCRn的多個陽極，所述的多個可控矽SCR1-SCRn的相應的多個陰極分別接對應的多個輸出端Q1-Qn，所述的多個觸發電路41-4n分別接在CPU單片機1相應的多個輸出口I/O1-I/On和多個可控矽SCR1-SCRn相應的多個控制級之間。
如圖2所示，當需要控制的可控矽數量比較多，單片機的輸出口不夠，則可在多個觸發電路41-4n和CPU單片機1相應的多個輸出口I/O1-I/Om之間接入輸出口擴展電路5。
如圖3所示，為24路高壓大電流可控矽開關裝置的電路原理圖，其中功率驅動電路2採用MOSFET功率驅動器，也可以採用IGBT功率模塊等。大電流脈衝形成電路3採用變壓器T，原邊的一端接VDD高壓，採用600V，另一端為大電流脈衝形成電路3的輸入端，副邊的一端接地，另一端為大電流脈衝形成電路3的輸出端，24個觸發電路41-424，其中每一個觸發電路由電晶體驅動，電晶體的基極是觸發電路的輸入端，集電極是觸發電路的輸出端，採用3-8解碼器74LS138和4-16解碼器74LS154作為輸出口擴展電路5，以解決CPU單片機1輸出口的不足。
如圖3所示，經編程，CPU單片機的一個I/O輸入/輸出口輸出高頻脈衝信號，經MOSFET功率驅動器驅動輸入變壓器T，變壓器T輸出大電流脈衝波供給24個可控矽SCR1-SCR24，經編程，CPU單片機控制3-8解碼器74LS138和4-16解碼器74LS154組成的24路輸出端分別輸出時間交錯的脈衝，送給相應的24個觸發電路41-424中的電晶體BG1至BG24，經電晶體BG1至BG24的反相驅動後，分別送到24個可控矽SCR1-SCR24相應的控制級，只要A點的大電流脈衝波和24個可控矽SCR1-SCR24相應的控制級B1至B24的觸發控制信號的上升沿在時間上嚴格同步，就可方便的開通、切斷可控矽的電流，實現可控矽的可控工作。達到編程控制各路可控矽電流的輪流輸出。
圖4所示為24路高壓大電流可控矽開關裝置的A點大電流脈衝波，24路可控矽輸出信號Q1-Q24，控制級B1至B24的觸發控制信號的時序圖。
本技術應用在多路程控精密焊接電源，實現了24路高速點焊焊接電流輸出，開關電流達500安培，該項技術應用在24路程控精密焊接電源，效果良好。
權利要求1.一種可控矽開關裝置，其特徵在於包括CPU單片機(1)，功率驅動電路(2)，大電流脈衝形成電路(3)，多個觸發電路(41-4n)和多個可控矽(SCR1-SCRn)，CPU單片機(1)的一個輸出口經功率驅動電路(2)接大電流脈衝形成電路(3)的輸入端，大電流脈衝形成電路(3)的輸出端接多個可控矽(SCR1-SCRn)的多個陽極，所述的多個可控矽(SCR1-SCRn)的相應的多個陰極分別接對應的多個輸出端(Q1-Qn)，所述的多個觸發電路(41-4n)分別接在CPU單片機(1)相應的多個輸出口和多個可控矽(SCR1-SCRn)相應的多個控制級之間。
2.根據權利要求1所述的可控矽開關裝置，其特徵在於所述的多個觸發電路(41-4n)和CPU單片機(1)相應的多個輸出口之間接有輸出口擴展電路(5)。
3.根據權利要求1或2所述的可控矽開關裝置，其特徵在於所述的功率驅動電路(2)採用MOSFET功率驅動器。
4.根據權利要求1或2所述的可控矽開關裝置，其特徵在於所述的功率驅動電路(2)採用IGBT功率模塊。
5.根據權利要求1或2所述的可控矽開關裝置，其特徵在於所述的大電流脈衝形成電路(3)採用變壓器T，原邊的一端接高壓VDD，另一端為大電流脈衝形成電路(3)的輸入端，副邊的一端接地，另一端為大電流脈衝形成電路(3)的輸出端。
6.根據權利要求1或2所述的可控矽開關裝置，其特徵在於所述的多個觸發電路(41-4n)，其中每一個由電晶體驅動，電晶體的基極是觸發電路的輸入端，集電極是觸發電路的輸出端。
7.根據權利要求2所述的可控矽開關裝置，其特徵在於所述的輸出口擴展電路(5)採用解碼器。
專利摘要一種可控矽開關裝置，包括CPU單片機，功率驅動電路，大電流脈衝形成電路，多個觸發電路和多個可控矽，CPU單片機的一個輸出口經功率驅動電路接大電流脈衝形成電路的輸入端，大電流脈衝形成電路的輸出端接多個可控矽的多個陽極，所述的多個可控矽的相應的多個陰極分別接對應的多個輸出端，所述的多個觸發電路分別接在CPU單片機相應的多個輸出口和多個可控矽相應的多個控制級之間。所述的多個觸發電路和CPU單片機相應的多個輸出口之間還可以接有輸出口擴展電路。本實用新型可方便的開通、切斷多路可控矽的電流，實現了可控矽的大電流通斷可控輸出，省去了複雜的大功率關斷電路。
文檔編號H03K17/72GK2696209SQ20042004570
公開日2005年4月27日 申請日期2004年5月13日 優先權日2004年5月13日
發明者胡錦銓, 黃群英, 梁乒, 張建華 申請人:中科院廣州電子技術有限公司