专利名称：一种小电压可控硅控制装置和方法
技术领域：
本发明涉及电子控制技术，具体地说是一种小电压可控硅控制装置和方法。
背景技术：
双向可控硅(TRIAC)常用于对交流电源进行开关继电，当可控硅在大电流进行 开、关动作时将容易造成可控硅的损坏，且造成较大的电磁波干扰，还会使电器设备因大的 冲击电流而损坏，这是目前可控硅使用中存在的问题。现有技术中解决方法之一由下述专利文献提出中国专利申请号是90104503. 9， 名称为低功耗可控硅电压过零触发器。但该技术方案不适合电容性负载的开关，因为可控 硅开关闭合的最好时刻不是交流电源的电压零点，而是可控硅上的最小电压点。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术方案的不足而提供一种小电压可控硅控制装置和方法。见图1，本发明采用如下技术方案，一种小电压可控硅控制装置，包括控制模块，又 包括分别与所述控制模块连接的可控硅和控制输入端，其特征在于还包括连接所述控制模 块的可控硅电压采样模块。所述一种小电压可控硅控制装置，其特征在于所述控制模块包括小电压触发控制 装置。即当导通驱动信号出现时，检测可控硅上电压波形周期的最小电压(绝对值、下同) 时刻，并在所述最小电压附近时刻使所述可控硅触发导通的控制装置。为了使可控硅持续导通，一般使用中在每个正/负半波起始点均要对可控硅进行 触发，如果能够使每个正/负半波的触发脉冲在可控硅触发导通后自动结束则能够减少控 制模块的功耗，具体的方法是控制模块根据可控硅导通时的电压下降信号确定可控硅导通 进而结束触发信号。所述一种小电压可控硅控制装置，其特征在于对于每个正半波或每个 负半波所述可控硅的触发脉冲宽度均是根据可控硅导通而结束。所述一种小电压可控硅控制装置，且负载为电源功率因数补偿电容器，其特征在 于还包括连接电源和所述电容器的整流充电(或放电、下同)模块。一种小电压可控硅控制方法，提供一小电压可控硅控制装置，其包括控制模块，又 包括分别与所述控制模块连接的可控硅和控制输入端，还包括连接所述控制模块的可控硅 电压采样模块，所述控制装置可检测可控硅上的电压波形，其特征在于还包括以下步骤A.当导通驱动信号出现时，所述控制装置在未导通可控硅的最小电压(绝对值、 下同)附近时刻(例如士 ImS)施加触发信号使可控硅开始导通。所述一种小电压可控硅控制方法，其特征在于包括以下步骤B.当关闭驱动信号出现时在已导通可控硅的电压下降到OV附近时刻(例如 士0. 05mS)前所述控制装置仍向所述可控硅施加有触发信号，并在此后撤除触发信号才使 可控硅关断。
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所述一种小电压可控硅控制方法，且负载为电源功率因数补偿电容器，其特征在 于预先向所述待用电容器充电至接近电源峰值(例如偏差在士0.05%内)电压。本发明的技术方案的优点是明显减少了可控硅的冲击损坏、也减少了电流脉冲引 起的磁波幅射干扰、并有利于延长电器设备使用寿命。
图1是小电压可控硅控制装置结构示意图；图2是是负载为电容器时的充电电压示意图；图3是小电压可控硅控制模块软件程序流程图。
具体实施例方式下面结合附图1对本发明做进一步详细说明。本发明所述可控硅最小电压检测即在电源周期内检测可控硅上电压的最小(绝 对)值及时刻。所述一种小电压可控硅控制装置，其特征在于所述可控硅上电压的最小值附近时 刻是强调可控硅导通的时刻只要偏差不大于士 ImS也是充许的，最好将偏差控制到小于 0. 05mSo所述一种小电压可控硅控制装置，其特征在于所述可控硅触发脉冲宽度为 0. 002mS至20mS，或使用直流电触发可控硅导通。当可控硅在小于维持电流时引起的关断也会造成瞬间电磁干扰，为解决这一问 题所述一种小电压可控硅控制装置，其特征在于所述可控硅电流下降到维持电流时施加 保持触发脉冲并在所述可控硅上的电压为OV时刻附近结束以使可控硅自行关断。所述可 控硅上的电压为OV时刻附近，即强调只要偏差不超过OV时刻附近(例如士0. 05mS)也是 充许的，最好将偏差控制到小于0. 005mS。当可控硅的负载为电源功率因数补偿电容器时，由于正弦波的过零点电压变化率 最大，此时刻不适合作电容器负载切换，而应选定在电压波型的峰点(或谷点、下同)附近 (例如士 ImS)时间实现可控硅导通，增设整流充电模块的目的是使未投入使用的电容器处 于合适的电压状态，使该电容器连接的相应可控硅上的电压在电源波型峰点时为0V，以实 现可控硅在小电压时导通。见图2，小电压可控硅控制装置对电容器负载的具体可采用(380V)三相Y型接法， C相作固定连接，只用2个可控硅进行工作先根据电压最小原则将接A、C相的2个串联电 容器的总电压充电到537V(380*1. 414)，并在A、C相电压与串联电容器总充电压相等时(即 可控硅上电压为0V)使A相可控硅导通；将接B相的电容器充电到约410V-450V、使到在B 相电压波形的峰值时间时B相可控硅上电压为0V，此时使B相可控硅导通。小电压可控硅控制装置结构说明如下1.可控硅上电压采样模块用于取样检测可控硅上的电压波形，最简方式是使用与 降压电阻串联的取样分压电阻加A/D功能IC组成。2.所述控制模块中的小电压触发控制装置可由单片计算机构成，其内含的嵌入式 计算机程序(如图3所示)实现所述控制模块功能及动作时间的定时计数功能；也可由单片或嵌入式计算机内含A/D实现检测可控硅上电压波形和检测可控硅的电流波形。3.所述控制模块中的小电压触发控制装置也可由ASIC、CPLD、FPGA等硬件构成， 其内含的专用集成电路用于实现所述控制模块功能及时间的定时计数功能。也可由内含的 A/D电路实现检测可控硅上电压波形。4.控制输入端用于接受对可控硅开关命令信号。5.连接电源和所述电容器的整流充电模块由常用的整流稳压充电硬件电路构成。
权利要求
一种小电压可控硅控制装置，包括控制模块，又包括分别与所述控制模块连接的可控硅和控制输入端，其特征在于还包括连接所述控制模块的可控硅电压采样模块。
2.根据权利要求1所述一种小电压可控硅控制装置，其特征在于所述控制模块包括小 电压触发控制装置。
3.根据权利要求1所述一种小电压可控硅控制装置，且负载为电源功率因数补偿电容 器，其特征在于还包括连接电源和所述电容器的整流充电模块。
4.根据权利要求2所述一种小电压可控硅控制装置，其特征在于所述可控硅导通时刻 偏差为± ImS0
5.根据权利要求2所述一种小电压可控硅控制装置，其特征在于所述可控硅触发脉冲 宽度为0. 002mS至20mS，或为直流电。
6.根据权利要求2所述一种小电压可控硅控制装置，其特征在于所述施加保持触发脉 冲时刻偏差为士0. 05mS。
7.根据权利要求3所述一种小电压可控硅控制装置，其特征在于所述整流充电模块将 电容器充电至电源峰值电压的偏差为士0. 005%。
8.—种小电压可控硅控制方法，提供一小电压可控硅控制装置，其包括控制模块，又包 括分别与所述控制模块连接的可控硅和控制输入端，还包括连接所述控制模块的可控硅电 压采样模块，所述控制装置可检测可控硅上的电压波形，其特征在于还包括以下步骤A.当导通驱动信号出现时，所述控制装置在未导通可控硅的最小电压附近时刻施加触 发信号使可控硅开始导通。
9.根据权利要求8所述一种小电压可控硅控制方法，其特征在于包括以下步骤B.当关闭驱动信号出现时在已导通可控硅的电压下降到OV附近时刻前所述控制装置 仍向所述可控硅施加有触发信号，并在此后撤除触发信号才使可控硅关断。
10.根据权利要求9所述一种小电压可控硅控制方法，且负载为电源功率因数补偿电 容器，其特征在于预先向所述待用电容器充电至接近电源峰值电压。
全文摘要
一种小电压可控硅控制装置，包括控制模块，又包括分别与所述控制模块连接的可控硅和控制输入端，其特征在于还包括连接所述控制模块的可控硅上电压采样模块。
文档编号H03K17/72GK101964650SQ20101025806
公开日2011年2月2日 申请日期2010年8月8日 优先权日2010年8月8日
发明者韩燕 申请人:韩燕