专利名称：同步电源装置、电源同步方法和可控硅整流系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及同步整流控制技术领域，更具体地说，涉及同步电源装置、电源同步方
法和可控硅整流系统。
背景技术：
近年来，随着电子技术的发展，使得电路的工作电压越来越低，而电流越来越大。 低电压工作有利于降低电路的整体功率消耗，但也给电源设计提出了更高的要求。同步 整流技术的出现，减少了开关电源输出端的整流损耗，提高了转换效率，降低了电源本身发 热，初步解决了上述问题，在近些年得到迅猛的发展。 如今得到广泛推广的同步整流技术首推晶闸管同步整流技术，晶闸管在同步整流 过程中需要有脉冲对其进行触发而导通，发出的脉冲根据晶闸管阳极电压相位利用同步电 压定位，以及偏移电压决定移相大小而实现所述脉冲与三相交流电源的同步，所述同步电 压与所述偏移电压可统称为同步信号，同步电源装置是发出所述同步信号使触发电路发出 触发脉冲的装置，现有的同步电源装置按控制形式分为两类模拟控制类和数字控制类，由 于人们对整流系统的要求越来越高，特别是对整流精度和整流稳定性的要求越来越高，在 模拟控制系统中用三相同步变压器作为同步电源给每一路脉冲定相，当主电源某一相的相 序发生改变时，所有的脉冲相序都得调整，这样一来一个很小的故障需要将三个相都进行 调整给整流带来了难度，因而模拟控制类不能达到上述要求；数字控制类的出现恰恰满足 了整流精度和稳定性的要求，比较典型的一种就是三相同步变压器。 然而，以三相同步变压器为例，其电路结构比较复杂，出现故障处理繁琐，而且脉 冲的定相过程非常复杂，一旦实现定相，脉冲的移相范围就不能调整，其可调性和灵敏性没 有达到非常理想的效果；同时所述三相同步变压器制造成本和耗电量都较高，从技术节约 的角度来讲是不经济的。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种同步电源装置、电源同步方法和可控硅整流系统，通过 单相电压实现电源的同步。
—种同步电源装置，包括同步电源板、脉冲触发器和单片机，其中 所述同步电源板用于将接收的单相高电压转换为单相低电压，并输出至所述脉
冲触发器； 所述脉冲触发器的输出端与所述单片机的中断接口连接，用于将所述单相低电压 转换为触发单片机的同步脉冲信号输出； 所述单片机用于将接收的同步脉冲信号处理后输出。 上述发明技术方案可知，将单相高电压转换成的单相低电压作为脉冲触发器的触 发信号，并经所述脉冲触发器输出，作为同步脉冲信号输入至单片机，再将所述同步脉冲信 号经单片机中预设程序处理后输出，从而实现了单相电压同步的目的，所述单相同步电路结构简洁，相比现有技术可调性明显提高，故障处理过程简单易行；脉冲触发器与所述单片 机的配合使脉冲的定相过程快速准确，所述装置总体构架简明，成本低廉，相比三相同步电 源节省电能，从技术节省角度而言，经济可行。 优选地，所述同步电源板具体为交流电压输入电路、单相交流变压器和所述电压 输出电路的组合， 所述交流电压输入电路，用于接收单相高电压； 所述单相交流变压器，用于将所述单相高电压转换为单相低电压，并输出； 所述电压输出电路，用于将接收的所述单相低电压输出至所述脉冲触发器。 优选地，所述脉冲触发器具体为电压比较器和触发器的组合， 所述电压比较器用于将接收的单相低电压转换为方波信号输出； 所述触发器用于将所述方波信号转换为预设周期的脉冲信号输出至所述单片机。 所述电压比较器具体为双电压比较器DIP8-LM393 ;所述触发器具体为单稳态触
发器，个数为两个，互为备用，连接于所述单片机的中断接口 ，其型号为74LS123。 作为优选，所述稳态触发器互为备用，保证整流系统能够安全稳定可靠的运行。 优选地，所述同步电源装置还包括设于所述单相交流变压器的二次侧的滤波限幅
电路，用于对所述单相低电压的相位进行微调，使得输出的电压更加稳定精确。 优选地，所述同步电源装置还包括设于所述单相交流变压器的公共地端和输出端
之间发光二极管LED指示灯，所述LED指示灯起到指示作用，当单相交流变压器的输出电路
电压正常时，指示灯就点亮。 —种电源同步方法，用于同步电源装置，所述同步电源装置设有单片机，包括
将接收的高电压变压为低电压输出； 将所述单相低电压转换为触发单片机的同步脉冲信号输出；
将接收的同步脉冲信号处理后输出。 上述发明技术方案可知，将单相高电压转换成的单相低电压作为脉冲触发器的触 发信号，并经所述脉冲触发器输出，作为同步脉冲信号输入至单片机，再将所述同步脉冲信 号经预设信号处理后输出，从而实现了单相电压同步的目的，所述方法公开的脉冲定相过 程快速准确，实现同步的方法简单易行。 优选地，所述单相低电压转换为同步脉冲信号具体为
将接收的单相低电压转换为方波信号输出； 将所述方波信号转换为预设周期的脉冲信号输出至所述单片机的中断端。
优选地，所述方法还包括对所述单相低电压的相位进行微调。 —种可控硅整流系统，包括用于与电网相连的电压处理模块和可控硅整流器，所 述电压处理模块包括分别与所述高压电网相连的整流变压器、电压互感器柜PT柜和动力 变压器连接，处于整流控制器中的同步电源装置分别与所述PT柜、与所述动力变压器相连 的低压控制电源和所述可控硅整流器连接； 所述同步电源装置包括同步电源板、脉冲触发器和单片机，其中 所述同步电源板用于将接收的单相高电压转换为单相低电压，并输出至所述脉
冲触发器；
所述脉冲触发器的输出端与所述单片机的中断接口连接，用于将所述单相低电压 转换为触发单片机的同步脉冲信号输出； 所述单片机用于将接收的同步脉冲信号处理后输出至所述可控硅整流器。 从上述的技术方案可以看出，本发明实施例中的同步电源装置将单相高电压转换
成的单相低电压作为脉冲触发器的触发信号，并经所述脉冲触发器输出，作为同步脉冲信
号输入至单片机，再将所述同步脉冲信号经预设程序处理后输出，从而实现了单相电压同
步的目的，所述单相同步电路结构简洁，相比现有技术可调性明显提高，故障处理过程简单
易行；脉冲触发器与所述单片机的配合，使脉冲的定相过程快速准确，所述装置总体构架简
明，成本低廉，相比三相同步电源节省电能，从技术节省角度经济可行；另外，所述电压比
较器配合稳态触发器将同步脉冲信号输入所述单片机内，所述稳态触发器优选两个互为备
用，保证整流系统能够安全稳定可靠的运行。所述本发明还公开了与所述同步电源装置对
应的电源同步方法和设有所述同步电源装置的可控硅整流系统，所述方法和系统实现单相
同步的脉冲定相过程快速准确，实现同步的方法简单易行。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一公开的一种同步电源装置结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种同步电源板的电路结构示意图；
图3为本发明实施例二公开的一种同步电源装置结构示意图；
图4为本发明实施例一公开的一种电源同步方法流程图；
图5为本发明实施例二公开的一种电源同步方法流程图；
图6为本发明实施例公开的可控硅整流系统结构示意图。
具体实施例方式为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词、简写或縮写总结如下 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。 本发明提供一种同步电源装置、电源同步方法和可控硅整流系统，通过单相电压 实现电源的同步。 图1示出了本发明实施例一公开的一种同步电源装置结构，包括同步电源板 101、脉冲触发器102和单片机103，其中 所述同步电源板101用于将接收的单相高电压转换为单相低电压，并输出至所 述脉冲触发器； 所述脉冲触发器102的输出端与所述单片机103的中断接口连接，用于将所述单相低电压转换为触发单片机的同步脉冲信号输出； 所述单片机103用于将接收的同步脉冲信号处理后输出。 由以上实施例可以看出所述同步电源装置将单相高电压转换成的单相低电压作 为脉冲触发器的触发信号，并经所述脉冲触发器输出，作为同步脉冲信号输入至单片机，再 将所述同步脉冲信号经预设程序处理后输出，从而实现了单相电压同步的目的，所述单相 同步电路结构简洁，相比现有技术可调性明显提高，故障处理过程简单易行；脉冲触发器与 所述单片机的配合使脉冲的定相过程快速准确；所述装置总体构架简明，成本低廉，相比三 相同步电源节省电能，从技术节省角度经济可行。 图2示出了本发明实施例公开的一种同步电源板的电路结构，如图所示，总体结 构实现了将接收的单相高电压转换为单相低电压，并输出至所述脉冲触发器的功能，图中 连接结构明确，不再赘述。 图3示出了本发明实施例二公开的一种同步电源装置结构，包括交流电压输入 电路3011、单相交流变压器3012、电压输出电路3013、电压比较器3021、触发器3022和单 片机303，其中， 所述交流电压输入电路3011，用于接收单相高电压； 所述单相交流变压器3012，用于将所述单相高电压转换为单相低电压，并输出；
所述电压输出电路3013，用于将接收的所述单相低电压输出至所述脉冲触发器。
所述电压比较器3021用于将接收的单相低电压转换为方波信号输出，所述电压 比较器具体为双电压比较器DIP8-LM393 ; 所述触发器3022用于将所述方波信号转换为预设周期的脉冲信号输出至所述 单片机303，所述触发器具体为单稳态触发器，个数为两个，互为备用，连接于所述单片机的 中断接口，其型号为74LS123。 需要说明的是，所述触发器设为一个也可实现功能，不能将触发器个数作为本实 施例限定范围的依据。 上述部件的功能具体实现为所述双电压比较器输出的方波信号的周期为20ms， 通过74LS123单稳触发器后产生周期为20ms脉冲信号。将单稳触发器产生的信号接到单 片机的INT1，作为同步脉冲信号也就是单片机接收的中断信号。而在INT1端每个周波都有 一个中断信号，它就是控制角a移相的起点。 此外，图3还示出了所述同步电源装置还包括设于所述单相交流变压器的公共地 端和输出端之间发光二极管LED指示灯304以及设于所述单相交流变压器的二次侧的滤波 限幅电路305。 需要进一步明确的是，图2中所述的同步电源板对应所述图3中的同步电源板结 构，本领域技术人员可在不付出创造性劳动的基础上结合所述图2和图3所述的电路，实现 所述同步电源板的功能，此处不再一一对应说明。 上述实施例中，所述电压比较器配合所述稳态触发器互为备用，保证整流系统能 够安全稳定可靠的运行；所述滤波限幅电路，用于对所述单相低电压的相位进行微调，使得 输出的电压更加稳定精确；所述LED指示灯起到指示作用，当单相交流变压器的输出电路 电压正常时，指示灯就点亮。 图4示出了实施例一公开的一种电源同步方法流程，包括以下步骤
步骤401 :将接收的高电压变压为低电压输出； 步骤402 :将所述单相低电压转换为触发单片机的同步脉冲信号输出；
步骤402 :将接收的同步脉冲信号处理后输出。
图5示出了实施例公开的一种电源同步方法流程，包括以下步骤
步骤501 :将接收的高电压变压为低电压输出；
步骤502 :将接收的单相低电压转换为方波信号输出； 步骤503 :将所述方波信号转换为预设周期的脉冲信号作为同步脉冲信号输出；
步骤504 :将接收的同步脉冲信号处理后输出； 需要说明的是，所述方法还包括对所述单相低电压的相位进行微调。 上述发明技术方案可知，将单相高电压转换成的单相低电压作为脉冲触发器的触
发信号，并经所述脉冲触发器输出，作为同步脉冲信号输入至单片机，再将所述同步脉冲信
号经预设信号处理后输出，从而实现了单相电压同步的目的，所述方法公开的脉冲定相过
程快速准确，实现同步的方法简单易行。 图6示出了本发明实施例公开的可控硅整流系统结构示意图包括用于与电网相 连的电压处理模块和可控硅整流器，所述电压处理模块包括分别与所述高压电网相连的 整流变压器601 、电压互感器柜PT柜602和动力变压器603相连，处于整流控制器中的同步 电源装置604分别与所述PT柜602、与所述动力变压器相连的低压控制电源605和所述可 控硅整流器606连接； 所述同步电源装置包括同步电源板、脉冲触发器和单片机，其中 所述同步电源板用于将接收的单相高电压转换为单相低电压，并输出至所述脉
冲触发器； 所述脉冲触发器的输出端与所述单片机的中断接口连接，用于将所述单相低电压 转换为触发单片机的同步脉冲信号输出； 所述单片机用于将接收的同步脉冲信号处理后输出至所述可控硅整流器。
需要说明的是，所述可控整流器与所述负载连接，对所述负载功率进行调节。
需要强调的是，上述同步电源装置的各部件已在图1中标示并结合说明书的实施 例一进行了详尽的说明，此处不再在图中标示部件和赘述。 综上所述，本发明实施例中的同步电源装置将单相高电压转换成的单相低电压作 为脉冲触发器的触发信号，并经所述脉冲触发器输出，作为同步脉冲信号输入至单片机，再 将所述同步脉冲信号经预设程序处理后输出，从而实现了单相电压同步的目的，所述单相 同步电路结构简洁，相比现有技术可调性明显提高，故障处理过程简单易行；脉冲的定相过 程快速准确，所述装置总体构架简明，成本低廉，相比三相同步电源节省电能，从技术节省 角度经济可行；另外，所述电压比较器配合稳态触发器将同步脉冲信号输入所述单片机内， 所述稳态触发器优选两个互为备用，保证整流系统能够安全稳定可靠的运行。所述本发明 还公开了与所述同步电源装置对应的电源同步方法和设有所述同步电源装置的可控硅整 流系统，所述方法和系统实现单相同步的脉冲定相过程快速准确，实现同步的方法简单易 行。 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的 范围。 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
权利要求
一种同步电源装置，其特征在于，包括同步电源板、脉冲触发器和单片机，其中所述同步电源板用于将接收的单相高电压转换为单相低电压，并输出至所述脉冲触发器；所述脉冲触发器的输出端与所述单片机的中断接口连接，用于将所述单相低电压转换为触发单片机的同步脉冲信号输出；所述单片机用于将接收的同步脉冲信号处理后输出。
2. 根据权利要求1所述的同步电源装置，其特征在于，所述同步电源板具体为交流电 压输入电路、单相交流变压器和所述电压输出电路的组合，所述交流电压输入电路，用于接收单相高电压；所述单相交流变压器，用于将所述单相高电压转换为单相低电压，并输出； 所述电压输出电路，用于将接收的所述单相低电压输出至所述脉冲触发器。
3. 根据权利要求l所述的同步电源装置，其特征在于，所述脉冲触发器具体为电压比 较器和触发器的组合，所述电压比较器用于将接收的单相低电压转换为方波信号输出； 所述触发器用于将所述方波信号转换为预设周期的脉冲信号输出至所述单片机。
4. 根据权利要求3所述的同步电源装置，其特征在于，所述电压比较器具体为双电压 比较器DIP8-LM393 ;所述触发器具体为单稳态触发器，个数为两个，互为备用，连接于所述 单片机的中断接口，其型号为74LS123。
5. 根据权利要求1所述的同步电源装置，其特征在于，还包括设于所述单相交流变压 器的二次侧的滤波限幅电路，用于对所述单相低电压的相位进行微调。
6. 根据权利要求1所述的同步电源装置，其特征在于，还包括设于所述单相交流变压 器的公共地端和输出端之间发光二极管LED指示灯。
7. —种电源同步方法，用于同步电源装置，所述同步电源装置设有单片机，其特征在 于，包括将接收的高电压变压为低电压输出；将所述单相低电压转换为触发单片机的同步脉冲信号输出； 将接收的同步脉冲信号处理后输出。
8. 根据权利要求7所述的电源同步方法，其特征在于，所述单相低电压转换为同步脉 冲信号具体为将接收的单相低电压转换为方波信号输出；将所述方波信号转换为预设周期的脉冲信号输出至所述单片机的中断端。
9. 根据权利要求7所述的电源同步方法，其特征在于，对所述单相低电压的相位进行 微调。
10. —种可控硅整流系统，包括用于与电网相连的电压处理模块和可控硅整流器，其特 征在于，所述电压处理模块包括分别与所述高压电网相连的整流变压器、电压互感器柜PT柜和动力变压器连接，处于整流控制器中的同步电源装置分别与所述PT柜、与所述动力变压 器相连的低压控制电源和所述可控硅整流器连接；所述同步电源装置包括同步电源板、脉冲触发器和单片机，其中所述同步电源板用于将接收的单相高电压转换为单相低电压，并输出至所述脉冲触发器；所述脉冲触发器的输出端与所述单片机的中断接口连接，用于将所述单相低电压转换为触发单片机的同步脉冲信号输出；所述单片机用于将接收的同步脉冲信号处理后输出至所述可控硅整流器。
全文摘要
本发明实施例公开了一种同步电源装置，包括同步电源板、脉冲触发器和单片机，其中所述同步电源板用于将接收的单相高电压转换为单相低电压，并输出至所述脉冲触发器；所述脉冲触发器的输出端与所述单片机的中断接口连接，用于将所述单相低电压转换为触发单片机的同步脉冲信号输出；所述单片机用于将接收的同步脉冲信号处理后输出，所述同步电源装置将单相高电压转换成的单相低电压作为脉冲触发器的触发信号，并经所述脉冲触发器输出，作为同步脉冲信号输入至单片机，所述单片机将所述同步脉冲信号经处理后输出，从而实现了单相电压同步的目的，所述单相同步电路结构简洁，相比现有技术可调性明显提高，故障处理过程简单易行。
文档编号H02M7/12GK101710795SQ200910259578
公开日2010年5月19日 申请日期2009年12月21日 优先权日2009年12月21日
发明者江贤春 申请人:株洲科瑞变流电气有限公司