專利名稱：一種獲取可控硅過零同步信號及觸發(fā)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電控信號獲取及控制的方法，尤其是獲取可控硅過零同步信號及其觸發(fā)控制的方法。
背景方法可控硅也叫晶閘管，其結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，價格也不高。只要在其正負極加上相應的電壓，又在控制極上施加導通觸發(fā)信號，正負極之間就可導通，有電流流動。特別是雙向可控硅只要控制極上有導通觸發(fā)信號，兩極間就導通，使用很方便可靠。在交流電路中常用作電源和電路的無觸點開關(guān)，帶負載。在應用于電容性負載的情況下，若施加在可控硅兩正負電極的交流電與觸發(fā)信號不同步時，由于電源施加在電容性負載上的瞬間，如果電壓過高，會造成瞬間的合閘電涌流而使可控硅損壞，對電容性負載也會造成電流沖擊秧及設備，造成經(jīng)濟損失。這是該技術(shù)領(lǐng)域上的共識。為此，該領(lǐng)域的相關(guān)人員經(jīng)研究和實踐，認為可控硅兩端在電壓過零的時候，觸發(fā)導通可控硅是最好的選擇，對可控硅和電容負載的傷害最小。
目前，可控硅過零同步信號獲得的方法通常是采用半波整流，用一半波形經(jīng)整形后輸給單片機處理，然后由單片機輸出觸發(fā)信號到可控硅的觸發(fā)極，盡量使可控硅在過零處導通。這種方法對于輸入電壓較高時，如220V以上，過零同步觸發(fā)信號就比較準確，若輸入電壓較低時，如50V以下，過零同步觸發(fā)信號的偏離就大。這主要是由于半波整流電路在電壓低時出現(xiàn)的非線性特征所決定。顯然適應性不好，而且，控制電路的電壓高，元器件的耐壓，相應也需要提高，成本也高，可靠性相對降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種獲取可控硅過零同步信號及其觸發(fā)控制的方法，能解決可控硅過零同步觸發(fā)的問題，而且，與輸入電壓的高或低無關(guān)，保護可控硅及其負載免受電涌的沖擊。
本發(fā)明包括以下步驟
(1)將施加于可控硅兩端電極上正弦波電壓正、負半波分別整形為對應的梯形波；(2)將所得正半梯形波的上升沿和負半梯形波的下降沿輸入單片機系統(tǒng)進行分析運算，求出所述上升沿和下降沿之間所產(chǎn)生的波形寬度，或者把所得正、負梯形波的上升沿和下降沿經(jīng)整形獲得相應的方波后，再送到單片機系統(tǒng)進行分析運算，求出該方波的寬度；(3)單片機系統(tǒng)所求出波形寬的中點，即為可控硅過零同步信號的觸發(fā)點；(4)用步驟3所獲得的觸發(fā)點向可控硅的控制極發(fā)出觸發(fā)信號；(5)可控硅在過零點誤差很小處導通。
上述方法可使可控硅在過零點處可靠觸發(fā)，避免了導通瞬間的合閘電涌流的沖擊，有效地保護了可控硅及其負載，特別是電容性負載，延長了它們的使用壽命，為用戶節(jié)約了成本，提高經(jīng)濟效益。


圖1所示，是實現(xiàn)本發(fā)明的電路原理圖。
圖2所示，是圖1中相應各點的電壓波形圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步說明。
在圖1所示的實現(xiàn)本發(fā)明電路原理圖中可知，由兩個過零光耦器V1和V2分別與相應的電阻R1、R3及R2、R4構(gòu)成兩路半波整形電路。其中，取自雙向可控硅兩端電極L、A分別通過電阻R1、R2與兩光耦器V1、V2的輸入正極連接，還分別與交叉光耦器的輸入負極連接。電阻R3、R4的一端接電源+Vc，另一端分別接兩光耦器V1、V2的輸出端，這兩個輸出端的電壓分別為Ux和Uy。兩過零光耦器V1和V2的兩路輸出電壓Ux和Uy都輸入與門電路G，該與門電路G的輸出電壓為UG作為單片機系統(tǒng)的輸入信號。單片機系統(tǒng)的輸出端與可控硅Kp的控制極連接。電容性負載C的一端與可控硅的一電極A連接，另一端接公共零線N。
圖2所示，是圖1中各相應點的電壓波形圖。圖中，有可控硅KP兩端電壓ULA、過零光耦器V1和V2輸出電壓Ux、Uy，以及與門電路G輸出電壓UG的波形圖。結(jié)合圖1來看，圖1的輸入電壓ULA為正弦波，正半波經(jīng)過第一過零光耦器V1后在輸出端得出電壓Ux，其波形相應為梯形；負半波經(jīng)過第二過零光耦器V2后在輸出端得出電壓Uy，其波形也為梯形，但方向與電壓Ux的相反。兩梯形波的電壓Ux和Uy經(jīng)過與門電路G，電壓Ux的上升沿與電壓Uy的下降沿使與門電路G輸出電壓UG，該電壓UG的波形為方波。該方波電壓UG輸入到單片機系統(tǒng)中，經(jīng)分析運算求出該方波的寬度，取其中點作為觸點發(fā)信號，觸發(fā)可控硅KP的控制極，使可控硅KP在過零處觸發(fā)導通，其誤差很小。這個觸點信號的取得與施加在可控硅KP兩端電壓ULA的高低無關(guān)，這從圖2的波形圖中可明顯辯出。在可控硅KP過零點處觸發(fā)，使可控硅KP和負載，特別是電容性負載，避免了合閘電涌流的沖擊，提高了可控硅KP和負載的可靠性和使用壽命。
在可控硅控制原理和實踐中，我們還認識到，在圖1中，不采用與門電路G，兩梯形波的電壓Ux和Uy直接輸入到單片機系統(tǒng)中，利用這兩個電壓的上升沿和下降沿進行分析運算，求出相應上升和下降沿之間產(chǎn)生的波形寬度，再取其中點作為觸發(fā)信號也是可行的，也能達到在可控硅KP在過零處觸發(fā)的效果，這樣做會使單片機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和程序復雜化。但是，這也是能使可控硅KP實現(xiàn)過零同步觸發(fā)的一途徑，也可采用。
權(quán)利要求
1.一種獲取可控硅過零同步信號及其觸發(fā)控制方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1)將施加于可控硅兩端電極上正弦波電壓正、負半波分別整形為對應的梯形波；(2)將所得正半梯形波的上升沿和負半梯形波的下降沿同時輸入單片機系統(tǒng)進行分析運算，求出所述上升沿和下降沿之間所產(chǎn)生的波形寬度，或者把所得正、負梯形波的上升沿和下降沿經(jīng)整形獲得相應的方波后，再送到單片機系統(tǒng)進行分析運算，求出該方波的寬度；(3)單片機系統(tǒng)所求出波形寬的中點，即為可控硅過零同步信號的觸發(fā)點；(4)用步驟3所獲得的觸發(fā)點向可控硅的控制極發(fā)出觸發(fā)信號；(5)可控硅在電壓過零點誤差很小處導通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種獲取可控硅過零同步信號及其觸發(fā)控制方法，它包括利用正弦波獲得正負梯形波和通過單片機系統(tǒng)取得正負梯形波上升和下降沿之間產(chǎn)生波形的中點，作為觸發(fā)可控硅觸發(fā)信號。該方法可使可控硅在過零點處觸發(fā)導通，避免了導通瞬間的合閘電涌流的沖擊，有效地保護了可控硅及其負載，特別是電容性負載，延長了它們的使用壽命，為用戶節(jié)約了成本，提高經(jīng)濟效益。適用于可控硅控制電路。
文檔編號H03K5/1536GK1658504SQ200510018270
公開日2005年8月24日 申請日期2005年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月6日
發(fā)明者駱武寧 申請人:南寧微控高技術(shù)有限責任公司