專利名稱：一種晶閘管工作狀態(tài)檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在各種晶閘管控制裝置中對(duì)晶閘管的導(dǎo)通、關(guān)斷、正常工作和故障四種狀態(tài)的檢測(cè)方法。
為了使用晶閘管作為開關(guān)器件的功率控制設(shè)備能夠可靠、有效的運(yùn)行，必須對(duì)晶閘管的各種工作狀態(tài)進(jìn)行適時(shí)檢測(cè)，特別是在反并聯(lián)電路中，只有在一組晶閘管可靠關(guān)斷的情況下才能開通另外一組。現(xiàn)代控制裝置的發(fā)展方向是采用診斷技術(shù)，能適時(shí)診斷設(shè)備的故障。在晶閘管控制裝置中，晶閘管為主要功率控制元件，也是故障診斷的主要對(duì)象之一。
傳統(tǒng)的晶閘管的工作狀態(tài)檢測(cè)方法是用電流互感器檢測(cè)晶閘管流過的電流并配合一定的延時(shí)來實(shí)現(xiàn)的。晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，判別晶閘管是否關(guān)斷采用的方法是當(dāng)電流小到一定的數(shù)值后經(jīng)過一定時(shí)間的延時(shí)后就認(rèn)為是晶閘管關(guān)斷了。因?yàn)殡娏髡嬲搅愫茈y判斷，而電流到零后晶閘管還要經(jīng)歷一個(gè)恢復(fù)時(shí)間才能真正關(guān)斷，所以用零電平檢測(cè)器加延時(shí)來解決。這是一種間接檢測(cè)方法，檢測(cè)的精度取決于延時(shí)選擇的準(zhǔn)確程度。延時(shí)太長(zhǎng)，系統(tǒng)響應(yīng)速度慢，延時(shí)太短，晶閘管未可靠關(guān)斷而開通另一組，造成短路。這種方法所用元件多，線路復(fù)雜，尤其是用電流互感器檢測(cè)電流，增加了設(shè)備的重量、體積和功耗。
本發(fā)明的目的在于提供一種能對(duì)晶閘管控制裝置中的晶閘管的各種工作狀態(tài)進(jìn)行適時(shí)檢測(cè)的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的利用晶閘管控制裝置中晶閘管本身使用的同步信號(hào)，在該同步信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)對(duì)晶閘管兩端的壓降進(jìn)行檢測(cè)，用測(cè)得的晶閘管壓降來反映晶閘管的工作狀態(tài)。
所述晶閘管兩端的壓降采用單片機(jī)檢測(cè)，單片機(jī)的輸入端經(jīng)交流光電耦合器與晶閘管的兩端連接，所述同步信號(hào)接到單片機(jī)的中斷輸入端。
根據(jù)晶閘管的伏安特性，只有在晶閘管中通過的電流大于摯住電流時(shí)才能在去掉觸發(fā)脈沖后維持晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通；只有在晶閘管中通過的電流下降到維持電流以下時(shí)，晶閘管才能關(guān)斷并恢復(fù)阻斷能力。而在關(guān)斷和導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，其管壓降有完全不同的數(shù)值，在兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，其管壓降有明顯的跳變。據(jù)此，可以用檢測(cè)晶閘管管壓的方法來檢測(cè)晶閘管的工作狀態(tài)1)當(dāng)管壓降為晶閘管的正常導(dǎo)通電壓(1V左右)時(shí)，晶閘管為導(dǎo)通狀態(tài)；2)當(dāng)管壓降大于晶閘管的導(dǎo)通電壓而為電源電壓時(shí)，晶閘管為阻斷狀態(tài)；3)當(dāng)管壓降為零時(shí)表明該晶閘管擊穿或外部電路斷路。
4)當(dāng)管壓降為電源電壓，觸發(fā)脈沖正常時(shí)，即晶閘管滿足導(dǎo)通條件而又無法正常導(dǎo)通時(shí)，表明晶閘管內(nèi)部斷開。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)1、由于本發(fā)明不檢測(cè)電流，利用晶閘管控制裝置本身使用的同步信號(hào)，直接檢測(cè)出晶閘管兩端的壓降來反映晶閘管的各種工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)晶閘管的各種工作狀態(tài)適時(shí)檢測(cè)，提高了檢測(cè)的精度；2、同樣由于不檢測(cè)電流，省去了電流互感器和其它復(fù)雜的檢測(cè)電路，減少了整個(gè)設(shè)備的重量、功耗和復(fù)雜性。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


圖1為本發(fā)明具體一實(shí)施例的原理方框圖2為圖1所示實(shí)施例中單片機(jī)的中斷服務(wù)程序流程圖。
如圖1為本發(fā)明具體一實(shí)施例的原理方框圖，主控制電路通過雙向晶閘管將交流電動(dòng)機(jī)接到三相電源a、b、c上，通過對(duì)雙向晶閘管的控制極的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的電壓調(diào)節(jié)或功率調(diào)節(jié)。雙向晶閘管的管壓降取出經(jīng)交流光電耦合器接到單片計(jì)算機(jī)的輸入端，圖中只畫出了c相的電路，a、b相晶閘管管壓降檢測(cè)電路與C相相同。本實(shí)施例中所用雙向晶閘管的型號(hào)為BTA41-400B，單片機(jī)的型號(hào)為MC68HC908JL3AP，交流光電耦合器的型號(hào)為H11AA1，交流光電耦合器輸出端為隔離后的晶閘管工作狀態(tài)信號(hào)，每相上的晶閘管工作狀態(tài)信號(hào)經(jīng)光電耦合器隔離后分別接到單片機(jī)的輸入口PTB5、PTB6、及PTB7，電源電壓同步信號(hào)也接到計(jì)算機(jī)的輸入端，通過同步電壓可以知道電源電壓所處的情況，一般為了響應(yīng)快接到單片計(jì)算機(jī)的中斷輸入端，同步信號(hào)取三相或單相可由具體的設(shè)計(jì)確定。
實(shí)際的晶閘管工作狀態(tài)測(cè)定是由單片計(jì)算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)的，下面根據(jù)圖2所示的軟件框圖(中斷處理程序)來加以說明。中斷入口條件為電源電壓波形過零即同步信號(hào)的跳變?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)的需要確定是每個(gè)周期掃描一次或幾個(gè)周期掃描一次；進(jìn)入中斷程序后首先要判斷負(fù)載的性質(zhì)，因?yàn)殡娮栊载?fù)載的電流和電壓是同相位的，而電感性負(fù)載的電流要滯后電壓一個(gè)負(fù)載阻抗角，也就是說在電源電壓的正半坡，雖然晶閘管已承受正向電壓且又在控制極施加了觸發(fā)脈沖，但由于電感的作用，通過晶閘管的電流還沒有，這時(shí)晶閘管還處于阻斷狀態(tài)。所以應(yīng)根據(jù)負(fù)載性質(zhì)確定在每個(gè)周期中的采樣時(shí)刻以保證能得出正確的結(jié)論。每次中斷后根據(jù)取得的采樣時(shí)刻對(duì)各晶閘管進(jìn)行采樣，按照下列規(guī)則判別晶閘管所處的狀態(tài)1)當(dāng)管壓降為晶閘管的正常導(dǎo)通電壓(1V左右)時(shí)，晶閘管為導(dǎo)通狀態(tài)；2)當(dāng)管壓降大于晶閘管的導(dǎo)通電壓而為電源電壓時(shí)，晶閘管為阻斷狀態(tài)；3)當(dāng)管壓降為零時(shí)表明該晶閘管擊穿或外部電路斷路。
4)當(dāng)管壓降為電源電壓，觸發(fā)脈沖正常時(shí)，即晶閘管滿足導(dǎo)通條件而又無法正常導(dǎo)通時(shí)，表明晶閘管內(nèi)部斷開。
如果不是故障，則將有關(guān)狀態(tài)送到控制系統(tǒng)中，作為控制系統(tǒng)的條件。如果發(fā)現(xiàn)有故障，則系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的故障處理。然后為下一次測(cè)量作好準(zhǔn)備后關(guān)中返回。
權(quán)利要求
1.一種晶閘管工作狀態(tài)的檢測(cè)方法，其特征在于利用晶閘管控制裝置中晶閘管本身使用的同步信號(hào)，在該同步信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)對(duì)晶閘管兩端的壓降進(jìn)行檢測(cè)，用測(cè)得的晶閘管壓降來反映晶閘管的工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶閘管工作狀態(tài)的檢測(cè)方法，其特征在于所述晶閘管兩端的壓降采用單片機(jī)檢測(cè)，單片機(jī)的輸入端經(jīng)交流光電耦合器與晶閘管的兩端連接，所述同步信號(hào)接到單片機(jī)的中斷輸入端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶閘管工作狀態(tài)的檢測(cè)方法,利用晶閘管控制裝置中晶閘管本身使用的同步信號(hào),采用單片機(jī)在該同步信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)對(duì)晶閘管兩端的壓降進(jìn)行檢測(cè),用測(cè)得的晶閘管壓降來反映晶閘管的工作狀態(tài)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)晶閘管的各種工作狀態(tài)進(jìn)行適時(shí)檢測(cè),提高了檢測(cè)的精度;省去了電流互感器和其它復(fù)雜的檢測(cè)電路,可以廣泛應(yīng)用于各種采用晶閘管的電氣控制裝置中。
文檔編號(hào)G01R31/26GK1336555SQ0112763
公開日2002年2月20日 申請(qǐng)日期2001年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月17日
發(fā)明者皮佑國(guó) 申請(qǐng)人:皮佑國(guó)