專利名稱：一種小電壓可控硅控制裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子控制技術(shù)，具體地說是一種小電壓可控硅控制裝置和方法。
背景技術(shù)：
雙向可控硅(TRIAC)常用于對交流電源進行開關(guān)繼電，當(dāng)可控硅在大電流進行 開、關(guān)動作時將容易造成可控硅的損壞，且造成較大的電磁波干擾，還會使電器設(shè)備因大的 沖擊電流而損壞，這是目前可控硅使用中存在的問題。現(xiàn)有技術(shù)中解決方法之一由下述專利文獻提出中國專利申請?zhí)柺?0104503. 9， 名稱為低功耗可控硅電壓過零觸發(fā)器。但該技術(shù)方案不適合電容性負載的開關(guān)，因為可控 硅開關(guān)閉合的最好時刻不是交流電源的電壓零點，而是可控硅上的最小電壓點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)方案的不足而提供一種小電壓可控硅控制裝置和方法。見圖1，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種小電壓可控硅控制裝置，包括控制模塊，又 包括分別與所述控制模塊連接的可控硅和控制輸入端，其特征在于還包括連接所述控制模 塊的可控硅電壓采樣模塊。所述一種小電壓可控硅控制裝置，其特征在于所述控制模塊包括小電壓觸發(fā)控制 裝置。即當(dāng)導(dǎo)通驅(qū)動信號出現(xiàn)時，檢測可控硅上電壓波形周期的最小電壓(絕對值、下同) 時刻，并在所述最小電壓附近時刻使所述可控硅觸發(fā)導(dǎo)通的控制裝置。為了使可控硅持續(xù)導(dǎo)通，一般使用中在每個正/負半波起始點均要對可控硅進行 觸發(fā)，如果能夠使每個正/負半波的觸發(fā)脈沖在可控硅觸發(fā)導(dǎo)通后自動結(jié)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(jù)可控硅導(dǎo)通時的電壓下降信號確定可控硅導(dǎo)通 進而結(jié)束觸發(fā)信號。所述一種小電壓可控硅控制裝置，其特征在于對于每個正半波或每個 負半波所述可控硅的觸發(fā)脈沖寬度均是根據(jù)可控硅導(dǎo)通而結(jié)束。所述一種小電壓可控硅控制裝置，且負載為電源功率因數(shù)補償電容器，其特征在 于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。一種小電壓可控硅控制方法，提供一小電壓可控硅控制裝置，其包括控制模塊，又 包括分別與所述控制模塊連接的可控硅和控制輸入端，還包括連接所述控制模塊的可控硅 電壓采樣模塊，所述控制裝置可檢測可控硅上的電壓波形，其特征在于還包括以下步驟A.當(dāng)導(dǎo)通驅(qū)動信號出現(xiàn)時，所述控制裝置在未導(dǎo)通可控硅的最小電壓(絕對值、 下同)附近時刻(例如士 ImS)施加觸發(fā)信號使可控硅開始導(dǎo)通。所述一種小電壓可控硅控制方法，其特征在于包括以下步驟B.當(dāng)關(guān)閉驅(qū)動信號出現(xiàn)時在已導(dǎo)通可控硅的電壓下降到OV附近時刻(例如 士0. 05mS)前所述控制裝置仍向所述可控硅施加有觸發(fā)信號，并在此后撤除觸發(fā)信號才使 可控硅關(guān)斷。
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所述一種小電壓可控硅控制方法，且負載為電源功率因數(shù)補償電容器，其特征在 于預(yù)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(nèi))電壓。本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點是明顯減少了可控硅的沖擊損壞、也減少了電流脈沖引 起的磁波幅射干擾、并有利于延長電器設(shè)備使用壽命。


圖1是小電壓可控硅控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是是負載為電容器時的充電電壓示意圖；圖3是小電壓可控硅控制模塊軟件程序流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明做進一步詳細說明。本發(fā)明所述可控硅最小電壓檢測即在電源周期內(nèi)檢測可控硅上電壓的最小(絕 對)值及時刻。所述一種小電壓可控硅控制裝置，其特征在于所述可控硅上電壓的最小值附近時 刻是強調(diào)可控硅導(dǎo)通的時刻只要偏差不大于士 ImS也是充許的，最好將偏差控制到小于 0. 05mSo所述一種小電壓可控硅控制裝置，其特征在于所述可控硅觸發(fā)脈沖寬度為 0. 002mS至20mS，或使用直流電觸發(fā)可控硅導(dǎo)通。當(dāng)可控硅在小于維持電流時引起的關(guān)斷也會造成瞬間電磁干擾，為解決這一問 題所述一種小電壓可控硅控制裝置，其特征在于所述可控硅電流下降到維持電流時施加 保持觸發(fā)脈沖并在所述可控硅上的電壓為OV時刻附近結(jié)束以使可控硅自行關(guān)斷。所述可 控硅上的電壓為OV時刻附近，即強調(diào)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于0. 005mS。當(dāng)可控硅的負載為電源功率因數(shù)補償電容器時，由于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(yīng)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(xiàn)可控硅導(dǎo)通，增設(shè)整流充電模塊的目的是使未投入使用的電容器處 于合適的電壓狀態(tài)，使該電容器連接的相應(yīng)可控硅上的電壓在電源波型峰點時為0V，以實 現(xiàn)可控硅在小電壓時導(dǎo)通。見圖2，小電壓可控硅控制裝置對電容器負載的具體可采用(380V)三相Y型接法， C相作固定連接，只用2個可控硅進行工作先根據(jù)電壓最小原則將接A、C相的2個串聯(lián)電 容器的總電壓充電到537V(380*1. 414)，并在A、C相電壓與串聯(lián)電容器總充電壓相等時(即 可控硅上電壓為0V)使A相可控硅導(dǎo)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相可控硅上電壓為0V，此時使B相可控硅導(dǎo)通。小電壓可控硅控制裝置結(jié)構(gòu)說明如下1.可控硅上電壓采樣模塊用于取樣檢測可控硅上的電壓波形，最簡方式是使用與 降壓電阻串聯(lián)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(fā)控制裝置可由單片計算機構(gòu)成，其內(nèi)含的嵌入式 計算機程序(如圖3所示)實現(xiàn)所述控制模塊功能及動作時間的定時計數(shù)功能；也可由單片或嵌入式計算機內(nèi)含A/D實現(xiàn)檢測可控硅上電壓波形和檢測可控硅的電流波形。3.所述控制模塊中的小電壓觸發(fā)控制裝置也可由ASIC、CPLD、FPGA等硬件構(gòu)成， 其內(nèi)含的專用集成電路用于實現(xiàn)所述控制模塊功能及時間的定時計數(shù)功能。也可由內(nèi)含的 A/D電路實現(xiàn)檢測可控硅上電壓波形。4.控制輸入端用于接受對可控硅開關(guān)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(wěn)壓充電硬件電路構(gòu)成。
權(quán)利要求
一種小電壓可控硅控制裝置，包括控制模塊，又包括分別與所述控制模塊連接的可控硅和控制輸入端，其特征在于還包括連接所述控制模塊的可控硅電壓采樣模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種小電壓可控硅控制裝置，其特征在于所述控制模塊包括小 電壓觸發(fā)控制裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種小電壓可控硅控制裝置，且負載為電源功率因數(shù)補償電容 器，其特征在于還包括連接電源和所述電容器的整流充電模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種小電壓可控硅控制裝置，其特征在于所述可控硅導(dǎo)通時刻 偏差為± ImS0
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種小電壓可控硅控制裝置，其特征在于所述可控硅觸發(fā)脈沖 寬度為0. 002mS至20mS，或為直流電。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種小電壓可控硅控制裝置，其特征在于所述施加保持觸發(fā)脈 沖時刻偏差為士0. 05mS。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種小電壓可控硅控制裝置，其特征在于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.—種小電壓可控硅控制方法，提供一小電壓可控硅控制裝置，其包括控制模塊，又包 括分別與所述控制模塊連接的可控硅和控制輸入端，還包括連接所述控制模塊的可控硅電 壓采樣模塊，所述控制裝置可檢測可控硅上的電壓波形，其特征在于還包括以下步驟A.當(dāng)導(dǎo)通驅(qū)動信號出現(xiàn)時，所述控制裝置在未導(dǎo)通可控硅的最小電壓附近時刻施加觸 發(fā)信號使可控硅開始導(dǎo)通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種小電壓可控硅控制方法，其特征在于包括以下步驟B.當(dāng)關(guān)閉驅(qū)動信號出現(xiàn)時在已導(dǎo)通可控硅的電壓下降到OV附近時刻前所述控制裝置 仍向所述可控硅施加有觸發(fā)信號，并在此后撤除觸發(fā)信號才使可控硅關(guān)斷。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種小電壓可控硅控制方法，且負載為電源功率因數(shù)補償電 容器，其特征在于預(yù)先向所述待用電容器充電至接近電源峰值電壓。
全文摘要
一種小電壓可控硅控制裝置，包括控制模塊，又包括分別與所述控制模塊連接的可控硅和控制輸入端，其特征在于還包括連接所述控制模塊的可控硅上電壓采樣模塊。
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(yōu)先權(quán)日2010年8月8日
發(fā)明者韓燕 申請人:韓燕