專利名稱：可控硅復(fù)合開(kāi)關(guān)電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及可控硅復(fù)合開(kāi)關(guān)電路裝置，尤其涉及可控硅容性負(fù)載過(guò)零 導(dǎo)通電路裝置。
背景技術(shù)：
在電網(wǎng)中存在大量電感性負(fù)載，致使電網(wǎng)功率因數(shù)降低，電能大量損失。加 入電力電容容性負(fù)載，可以有效提高電網(wǎng)功率因數(shù)，減少電能損失，然而加入電 力電容時(shí)由于電容的充電性能，使得當(dāng)電網(wǎng)電壓與電容中電壓相差較大時(shí)，可達(dá) 成千上萬(wàn)安培的充電電流(涌流)而燒毀接觸器的觸點(diǎn)。
近期推行的復(fù)合開(kāi)關(guān)則先用可控硅導(dǎo)通來(lái)加入電力電容容性負(fù)載，繼而用 磁保持繼電器替換可控硅。由于可控硅可以實(shí)現(xiàn)過(guò)零開(kāi)關(guān)，從而可使涌流基本
為零。但是上述復(fù)合開(kāi)關(guān)存在容易燒毀可控硅的問(wèn)題，其原因大致有二 l,取樣 電路與圖l所示基本相同，都是電力電容C與可控硅T串聯(lián)，可控硅T兩端的 電壓為過(guò)零電壓的取樣電壓，該取樣電壓信號(hào)僅僅是一個(gè)方波，無(wú)法得到過(guò)零 點(diǎn)的確切時(shí)刻。過(guò)零點(diǎn)的確切時(shí)刻往往要經(jīng)過(guò)計(jì)算才能得到，而實(shí)際上由于電網(wǎng) 電壓的畸變或電容殘余電壓的放電速率等原因，使計(jì)算得到的結(jié)果與實(shí)際不符， 致使可控硅易于產(chǎn)生誤觸發(fā)而被燒毀；2，絕大多數(shù)復(fù)合開(kāi)關(guān)都采用單片微機(jī)CPU 作運(yùn)算控制單元，但單片微機(jī)CPU的運(yùn)行程序在受到強(qiáng)干擾時(shí)極易產(chǎn)生程序跑 飛， 一旦程序跑飛，即使采用加看門(mén)狗電路等辦法再快恢復(fù)程序，還是極容易 產(chǎn)生可控硅的誤觸發(fā)，致使可控硅也易于被燒毀。 實(shí)用新型的內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有可控硅復(fù)合開(kāi)關(guān)電路裝置由于電容的充電電流 (涌流)而燒毀接觸器的觸點(diǎn)以及無(wú)法得到過(guò)零點(diǎn)的確切時(shí)刻致使可控硅易于產(chǎn) 生誤觸發(fā)而被燒毀的問(wèn)題，提供另一種可控硅容性負(fù)載過(guò)零導(dǎo)通電路裝置，其 可以有效阻止任何過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻以外的誤觸發(fā)信號(hào)，確?？煽毓璨粫?huì)因誤觸發(fā)而 被燒毀。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下
3可控硅復(fù)合開(kāi)關(guān)電路裝置，包括并聯(lián)連接的可控硅采樣電路及磁保持繼電 器，其特征是還包括順序連接的如下電路 一個(gè)電容電壓波形整形電路，將可 控硅采樣電路采樣到的電容電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為全波整流信號(hào)； 一個(gè)過(guò)零信號(hào)生成 以及光電隔離電路，將該全波整流信號(hào)轉(zhuǎn)換為窄脈沖信號(hào)； 一個(gè)反向整形電路， 將該窄脈沖信號(hào)倒相； 一個(gè)可控硅保護(hù)門(mén)電路以及觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器，將該倒相窄脈 沖信號(hào)連接到可控硅的控制柵，作為可控硅過(guò)零導(dǎo)通的控制信號(hào)。
其中所述電容電壓波形整形電路由二極管D1~D4構(gòu)成橋式整流器；所述 過(guò)零信號(hào)生成以及光電隔離電路的構(gòu)成為由偏置電阻R4接三極管BGl基極， 三極管BGl集電極接光電隔離器0PT，偏置電阻R4的另一端以及三極管BGl的 發(fā)射極分別連接橋式整流器的兩輸出端，由二極管D5、電容器C1、組成三極管 BGl以及光電隔離器OPT的電源電路，其中二極管D5的一端分別與所述橋式整 流器的輸入端以及可控硅采樣電路及磁保持繼電器連接，另一端分別與光電隔 離器OPT的輸入端以及電容器Cl的一端連接，電容器Cl的另一端與所述橋式 整流器的輸出端連接；所述反向整形以及可控硅保護(hù)門(mén)電路的構(gòu)成為由三極 管BG2，電容器C2，電阻R6、 R7、 R8組成延時(shí)反相器，三極管BG2的集電極接 非門(mén)A的一個(gè)輸入端，非門(mén)A的輸出端通過(guò)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器與可控硅的控制端連接， CPU或數(shù)字邏輯電路分別與光電隔離器OPT的輸出端、所述延時(shí)反相器的輸入端 以及非門(mén)A的輸入端連接，非門(mén)A的另外一個(gè)輸入端接觸發(fā)信號(hào)?？煽毓鑄通 過(guò)康銅絲保護(hù)電阻RO與電網(wǎng)連接。
本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是
1，波形整形和過(guò)零信號(hào)生成電路使得到的過(guò)零點(diǎn)的確切時(shí)刻與電網(wǎng)電壓的 畸變或電容殘余電壓的放電基本無(wú)關(guān)。
2,可控硅保護(hù)門(mén)電路可以有效阻止任何在過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻附近以外的誤觸發(fā)信 號(hào)，確?？煽毓璨粫?huì)因誤觸發(fā)而被燒毀。
3，制作，調(diào)試，使用非常方便，所增加的元器件的價(jià)格也較低廉。

圖1所示為本實(shí)用新型的電路圖。
圖2所示為本實(shí)用新型的關(guān)鍵點(diǎn)波形圖。
圖3所示為本實(shí)用新型的原理方框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1、圖3所示，本實(shí)用新型包括可控硅T采樣電路及磁保持繼電器REL， 兩者并聯(lián)連接，還包括電容電壓波形整形電路、過(guò)零信號(hào)生成以及光電隔離電 路、反向整形以及可控硅保護(hù)門(mén)電路，其中電容電壓波形整形電路由分壓電 阻R1,R2以及二極管D1 D4構(gòu)成橋式整流器，橋式整流器的輸入端與可控硅T 采樣電路及磁保持繼電器REL連接；過(guò)零信號(hào)生成以及光電隔離電路的構(gòu)成為 由偏置電阻R4接三極管BG1基極，三極管BG1集電極接光電隔離器0PT，偏置 電阻R4的另一端以及三極管BG1的發(fā)射極分別連接上述橋式整流器的兩輸出 端，由二極管D5、電容器C1組成三極管BG1以及光電隔離器OPT的電源電路， 光電隔離器OPT采用市售產(chǎn)品，其中二極管D5的一端分別與所述橋式整流器的 輸入端以及可控硅采樣電路的保護(hù)電阻R0及磁保持繼電器REL連接，另一端分 別與光電隔離器OPT的輸入端以及電容器Cl的一端連接，電容器Cl的另一端 與所述橋式整流器的輸出端連接；反向整形以及可控硅保護(hù)門(mén)電路的構(gòu)成為-由三極管BG2，電容器C2，電阻R6、 R7、 R8按已有技術(shù)連接組成延時(shí)反相器， 三極管BG2的集電極接非門(mén)A的一個(gè)輸入端，非門(mén)A的輸出端通過(guò)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器 與可控硅的控制端連接，CPU或數(shù)字邏輯電路分別與光電隔離器OPT的輸出端、 上述延時(shí)反相器的輸入端以及非門(mén)A的輸入端以及磁保持繼電器REL的控制端 連接，非門(mén)A的另外一個(gè)輸入端接觸發(fā)信號(hào)?？煽毓鑄通過(guò)康銅絲RO與電網(wǎng)連接。
結(jié)合圖2關(guān)鍵點(diǎn)波形圖分析本實(shí)用新型的工作原理。電力電容C與可控硅T 串聯(lián)接入電網(wǎng)，由于在可控硅T未導(dǎo)通時(shí)該回路中無(wú)電流，電容C上無(wú)交流壓 降，(只有剩余直流電壓)，因此可控硅T兩端電壓Uab波形與電網(wǎng)電壓Uac相 同(如圖2所示Uab， Uac)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電壓的采樣。當(dāng)可控硅T兩端電壓 Uab不等于零時(shí)，通過(guò)上述橋式整流器的輸出電壓如圖2所示為Ufg，該電壓通過(guò) 偏置電阻R4使三極管BGl導(dǎo)通，并使光電隔離器OPT開(kāi)通，致使h點(diǎn)電壓為零， 見(jiàn)圖2所示Vh，只有當(dāng)可控硅T兩端電壓Uab接近等于零時(shí)，上述橋式整流器的 輸出電壓Ufg約等于0，三極管BGl截止，光電隔離器OPT斷開(kāi)，才使h點(diǎn)電壓Vh 為高。該電壓無(wú)論電網(wǎng)電壓波形是否有畸變，都能正確無(wú)誤的反映出可控硅T兩 端電壓是否為零，因此該電壓Vh —方面給CPU或數(shù)字邏輯電路提供了可控硅T 的可靠的過(guò)零導(dǎo)通時(shí)間點(diǎn)，另一方面通過(guò)反向整形后控制非門(mén)電路A以確保在可控硅T兩端電壓不等于零時(shí)關(guān)閉該門(mén)電路，如圖2所示，Vj二l使門(mén)電路輸出為 零，以防可控硅在Uab非零時(shí)被誤觸發(fā)。由D5， Cl組成的整流濾波電路提供了三 極管BG1以及光電隔離器OPT的工作電源。上述延時(shí)反相器，能更進(jìn)一步保證門(mén) 電路的正確過(guò)零開(kāi)關(guān)時(shí)間，使零觸發(fā)誤差小于0. 5毫秒。磁保持繼電器REL在 可控硅導(dǎo)通后閉合，以避免可控硅長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通而發(fā)熱燒毀。繞成圈的康銅絲R0 與可控硅T串聯(lián)接入電網(wǎng)，其阻抗可以進(jìn)一步保護(hù)可控硅。圖3更清晰的顯示了 輸出電壓在各模塊間的轉(zhuǎn)換過(guò)程。
權(quán)利要求1. 可控硅復(fù)合開(kāi)關(guān)電路裝置，該裝置包括并聯(lián)連接的可控硅采樣電路及磁保持繼電器，其特征是還包括順序連接的如下電路一個(gè)電容電壓波形整形電路，將可控硅采樣電路采樣到的電容電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為全波整流信號(hào)；一個(gè)過(guò)零信號(hào)生成以及光電隔離電路，將該全波整流信號(hào)轉(zhuǎn)換為窄脈沖信號(hào)；一個(gè)反向整形電路，將該窄脈沖信號(hào)倒相；一個(gè)可控硅保護(hù)門(mén)電路以及觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器，將該倒相窄脈沖信號(hào)連接到可控硅的控制柵，作為可控硅過(guò)零導(dǎo)通的控制信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控硅復(fù)合開(kāi)關(guān)電路裝置，其特征是其中所述 電容電壓波形整形電路由二極管(Dl) (D4)構(gòu)成橋式整流器；所述過(guò)零信 號(hào)生成以及光電隔離電路的構(gòu)成為由偏置電阻(R4)接三極管(BG1)基極， 三極管(BG1)集電極接光電隔離器(0PT)，偏置電阻(R4)的另一端以及三 極管(BG1)的發(fā)射極分別連接橋式整流器的兩輸出端，由二極管(D5)、電容 器(Cl)、組成三極管(BG1)以及光電隔離器(OPT)的電源電路，其中二極 管(D5)的一端分別與所述橋式整流器的輸入端以及可控硅采樣電路及磁保持 繼電器連接，另一端分別與光電隔離器(OPT)的輸入端以及電容器(Cl)的 一端連接，電容器(Cl)的另一端與所述橋式整流器的輸出端連接；所述反向 整形以及可控硅保護(hù)門(mén)電路的構(gòu)成為由三極管(BG2)，電容器(C2)，電阻(R6)、 (R7)、 (R8)組成延時(shí)反相器，三極管(BG2)的集電極接非門(mén)(A)的 一個(gè)輸入端，非門(mén)(A)的輸出端通過(guò)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器與可控硅的控制端連接，CPU 或數(shù)字邏輯電路分別與光電隔離器(OPT)的輸出端、所述延時(shí)反相器的輸入 端以及非門(mén)(A)的輸入端連接，非門(mén)(A)的另外一個(gè)輸入端接觸發(fā)信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可控硅復(fù)合開(kāi)關(guān)電路裝置，其特征是可控硅(T) 通過(guò)康銅絲保護(hù)電阻(R0)與電網(wǎng)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種可控硅容性負(fù)載過(guò)零導(dǎo)通電路裝置。其包括并聯(lián)連接的可控硅采樣電路及磁保持繼電器，還包括順序連接的如下電路一個(gè)電容電壓波形整形電路，將可控硅采樣電路采樣到的電容電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為全波整流信號(hào)；一個(gè)過(guò)零信號(hào)生成以及光電隔離電路，將該全波整流信號(hào)轉(zhuǎn)換為窄脈沖信號(hào)；一個(gè)反向整形電路，將該窄脈沖信號(hào)倒相；一個(gè)可控硅保護(hù)門(mén)電路以及觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器，將該倒相窄脈沖信號(hào)連接到可控硅的控制柵，作為可控硅過(guò)零導(dǎo)通的控制信號(hào)。本實(shí)用新型可以阻止任何過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻以外的誤觸發(fā)信號(hào)，確?？煽毓璨粫?huì)因誤觸發(fā)而被燒毀。而且制作，調(diào)試，使用都非常方便，所增加的元器件的價(jià)格也較低廉。
文檔編號(hào)H03K17/72GK201274463SQ20082018529
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者瞿明園 申請(qǐng)人:無(wú)錫市凱靈電氣有限責(zé)任公司