一種小電壓可控矽控制裝置和方法
2023-10-11 04:07:59 1
專利名稱：一種小電壓可控矽控制裝置和方法
技術領域：
本發明涉及電子控制技術，具體地說是一種小電壓可控矽控制裝置和方法。
背景技術：
雙向可控矽(TRIAC)常用於對交流電源進行開關繼電，當可控矽在大電流進行 開、關動作時將容易造成可控矽的損壞，且造成較大的電磁波幹擾，還會使電器設備因大的 衝擊電流而損壞，這是目前可控矽使用中存在的問題。現有技術中解決方法之一由下述專利文獻提出中國專利申請號是90104503. 9， 名稱為低功耗可控矽電壓過零觸發器。但該技術方案不適合電容性負載的開關，因為可控 矽開關閉合的最好時刻不是交流電源的電壓零點，而是可控矽上的最小電壓點。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術方案的不足而提供一種小電壓可控矽控制裝置和方法。見圖1，本發明採用如下技術方案，一種小電壓可控矽控制裝置，包括控制模塊，又 包括分別與所述控制模塊連接的可控矽和控制輸入端，其特徵在於還包括連接所述控制模 塊的可控矽電壓採樣模塊。所述一種小電壓可控矽控制裝置，其特徵在於所述控制模塊包括小電壓觸發控制 裝置。即當導通驅動信號出現時，檢測可控矽上電壓波形周期的最小電壓(絕對值、下同) 時刻，並在所述最小電壓附近時刻使所述可控矽觸發導通的控制裝置。為了使可控矽持續導通，一般使用中在每個正/負半波起始點均要對可控矽進行 觸發，如果能夠使每個正/負半波的觸發脈衝在可控矽觸發導通後自動結束則能夠減少控 制模塊的功耗，具體的方法是控制模塊根據可控矽導通時的電壓下降信號確定可控矽導通 進而結束觸發信號。所述一種小電壓可控矽控制裝置，其特徵在於對於每個正半波或每個 負半波所述可控矽的觸發脈衝寬度均是根據可控矽導通而結束。所述一種小電壓可控矽控制裝置，且負載為電源功率因數補償電容器，其特徵在 於還包括連接電源和所述電容器的整流充電(或放電、下同)模塊。一種小電壓可控矽控制方法，提供一小電壓可控矽控制裝置，其包括控制模塊，又 包括分別與所述控制模塊連接的可控矽和控制輸入端，還包括連接所述控制模塊的可控矽 電壓採樣模塊，所述控制裝置可檢測可控矽上的電壓波形，其特徵在於還包括以下步驟A.當導通驅動信號出現時，所述控制裝置在未導通可控矽的最小電壓(絕對值、 下同)附近時刻(例如士 ImS)施加觸發信號使可控矽開始導通。所述一種小電壓可控矽控制方法，其特徵在於包括以下步驟B.當關閉驅動信號出現時在已導通可控矽的電壓下降到OV附近時刻(例如 士0. 05mS)前所述控制裝置仍向所述可控矽施加有觸發信號，並在此後撤除觸發信號才使 可控矽關斷。
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所述一種小電壓可控矽控制方法，且負載為電源功率因數補償電容器，其特徵在 於預先向所述待用電容器充電至接近電源峰值(例如偏差在士0.05%內)電壓。本發明的技術方案的優點是明顯減少了可控矽的衝擊損壞、也減少了電流脈衝引 起的磁波幅射幹擾、並有利於延長電器設備使用壽命。
圖1是小電壓可控矽控制裝置結構示意圖；圖2是是負載為電容器時的充電電壓示意圖；圖3是小電壓可控矽控制模塊軟體程序流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖1對本發明做進一步詳細說明。本發明所述可控矽最小電壓檢測即在電源周期內檢測可控矽上電壓的最小(絕 對)值及時刻。所述一種小電壓可控矽控制裝置，其特徵在於所述可控矽上電壓的最小值附近時 刻是強調可控矽導通的時刻只要偏差不大於士 ImS也是充許的，最好將偏差控制到小於 0. 05mSo所述一種小電壓可控矽控制裝置，其特徵在於所述可控矽觸發脈衝寬度為 0. 002mS至20mS，或使用直流電觸發可控矽導通。當可控矽在小於維持電流時引起的關斷也會造成瞬間電磁幹擾，為解決這一問 題所述一種小電壓可控矽控制裝置，其特徵在於所述可控矽電流下降到維持電流時施加 保持觸發脈衝並在所述可控矽上的電壓為OV時刻附近結束以使可控矽自行關斷。所述可 控矽上的電壓為OV時刻附近，即強調只要偏差不超過OV時刻附近(例如士0. 05mS)也是 充許的，最好將偏差控制到小於0. 005mS。當可控矽的負載為電源功率因數補償電容器時，由於正弦波的過零點電壓變化率 最大，此時刻不適合作電容器負載切換，而應選定在電壓波型的峰點(或谷點、下同)附近 (例如士 ImS)時間實現可控矽導通，增設整流充電模塊的目的是使未投入使用的電容器處 於合適的電壓狀態，使該電容器連接的相應可控矽上的電壓在電源波型峰點時為0V，以實 現可控矽在小電壓時導通。見圖2，小電壓可控矽控制裝置對電容器負載的具體可採用(380V)三相Y型接法， C相作固定連接，只用2個可控矽進行工作先根據電壓最小原則將接A、C相的2個串聯電 容器的總電壓充電到537V(380*1. 414)，並在A、C相電壓與串聯電容器總充電壓相等時(即 可控矽上電壓為0V)使A相可控矽導通；將接B相的電容器充電到約410V-450V、使到在B 相電壓波形的峰值時間時B相可控矽上電壓為0V，此時使B相可控矽導通。小電壓可控矽控制裝置結構說明如下1.可控矽上電壓採樣模塊用於取樣檢測可控矽上的電壓波形，最簡方式是使用與 降壓電阻串聯的取樣分壓電阻加A/D功能IC組成。2.所述控制模塊中的小電壓觸發控制裝置可由單片計算機構成，其內含的嵌入式 電腦程式(如圖3所示)實現所述控制模塊功能及動作時間的定時計數功能；也可由單片或嵌入式計算機內含A/D實現檢測可控矽上電壓波形和檢測可控矽的電流波形。3.所述控制模塊中的小電壓觸發控制裝置也可由ASIC、CPLD、FPGA等硬體構成， 其內含的專用集成電路用於實現所述控制模塊功能及時間的定時計數功能。也可由內含的 A/D電路實現檢測可控矽上電壓波形。4.控制輸入端用於接受對可控矽開關命令信號。5.連接電源和所述電容器的整流充電模塊由常用的整流穩壓充電硬體電路構成。
權利要求
一種小電壓可控矽控制裝置，包括控制模塊，又包括分別與所述控制模塊連接的可控矽和控制輸入端，其特徵在於還包括連接所述控制模塊的可控矽電壓採樣模塊。
2.根據權利要求1所述一種小電壓可控矽控制裝置，其特徵在於所述控制模塊包括小 電壓觸發控制裝置。
3.根據權利要求1所述一種小電壓可控矽控制裝置，且負載為電源功率因數補償電容 器，其特徵在於還包括連接電源和所述電容器的整流充電模塊。
4.根據權利要求2所述一種小電壓可控矽控制裝置，其特徵在於所述可控矽導通時刻 偏差為± ImS0
5.根據權利要求2所述一種小電壓可控矽控制裝置，其特徵在於所述可控矽觸發脈衝 寬度為0. 002mS至20mS，或為直流電。
6.根據權利要求2所述一種小電壓可控矽控制裝置，其特徵在於所述施加保持觸發脈 衝時刻偏差為士0. 05mS。
7.根據權利要求3所述一種小電壓可控矽控制裝置，其特徵在於所述整流充電模塊將 電容器充電至電源峰值電壓的偏差為士0. 005%。
8.—種小電壓可控矽控制方法，提供一小電壓可控矽控制裝置，其包括控制模塊，又包 括分別與所述控制模塊連接的可控矽和控制輸入端，還包括連接所述控制模塊的可控矽電 壓採樣模塊，所述控制裝置可檢測可控矽上的電壓波形，其特徵在於還包括以下步驟A.當導通驅動信號出現時，所述控制裝置在未導通可控矽的最小電壓附近時刻施加觸 發信號使可控矽開始導通。
9.根據權利要求8所述一種小電壓可控矽控制方法，其特徵在於包括以下步驟B.當關閉驅動信號出現時在已導通可控矽的電壓下降到OV附近時刻前所述控制裝置 仍向所述可控矽施加有觸發信號，並在此後撤除觸發信號才使可控矽關斷。
10.根據權利要求9所述一種小電壓可控矽控制方法，且負載為電源功率因數補償電 容器，其特徵在於預先向所述待用電容器充電至接近電源峰值電壓。
全文摘要
一種小電壓可控矽控制裝置，包括控制模塊，又包括分別與所述控制模塊連接的可控矽和控制輸入端，其特徵在於還包括連接所述控制模塊的可控矽上電壓採樣模塊。
文檔編號H03K17/72GK101964650SQ20101025806
公開日2011年2月2日 申請日期2010年8月8日 優先權日2010年8月8日
發明者韓燕 申請人:韓燕