专利名称：双向可控硅的隔离驱动电路、功率调节电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种驱动电路，尤其是涉及一种基于普通光耦实现的双向可控硅的隔离驱动电路，以及使用该隔离驱动电路的功率调节电路。
背景技术：
光电I禹合器(Optical Coupler,英文缩写为0C)亦称光电隔离器,简称光f禹，由发光器和受光器两部分組成。发光器是ー个发光二极管，受光器是ー个光敏ニ极管、光敏三极管、光控晶闸管等。光电耦合器的种类较多，根据受光器的不同，常见有光电ニ极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。而双向可控硅是在普通可控硅(又称晶闸管)的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反极性并联的可控硅，而且仅需ー个触发电路，是比较理想的交流开关器件。双向可控硅的驱动电路多用于驱动直接接入交流市电的电气设备。目前双向可控硅的驱动电路通常有两种:ー种是非隔离驱动电路，电路结构简单且实现成本较低，但由于驱动电路与交流电源之间未进行电气隔离，导致电气性能较差且安全性较低。另ー种是隔离驱动电路，如图1所示，是目前广为使用的一种双向可控硅的隔离驱动电路，该电路包括:串接在交流市电的火线(L)与零线(N)之间的负载LI和双向可控硅Ql ;—个双向晶闸管输出型光耦U0，该双向晶闸管输出型光耦UO中光电ニ极管的两端外接直流电流，而双向晶闸管输出型光耦UO中的光触可控硅的两端通过电阻RO连接在双向可控硅Ql的栅极G与端ロ Al之间，或栅极G与端ロ A2之间。当光电ニ极管有直流电流通过导通时，发出光线触发光触可控硅导通，从而使双向可控硅Ql的栅极G与端ロ Al之间，或栅极G与端ロ A2之间具有电流流过而触发导通，从而驱动负载LI。该隔离驱动电路应用广发且安全性能较高，但是，由于双向晶闸管输出型光耦UO的成本较高，从而导致该隔离驱动电路的实现成本较闻。
实用新型内容本实用新型提出一种基于普通光耦实现的双向可控硅的隔离驱动电路，以及使用该隔离驱动电路的功率调节电路，通过使用普通光耦替代双向晶闸管输出型光耦来降低隔离驱动电路的实现成本。本实用新型采用如下技术方案实现:一种双向可控硅的隔离驱动电路，双向可控硅的栅极G通过限流电阻连接ー个普通光耦中光敏三极管的集电极/发射极，光敏三极管的发射极/集电极连接ー个直流电源的正极/负极，而双向可控硅的端ロ Al或端ロ A2之间连接直流电源的负极/正扱。其中，隔离驱动电路还包括提供直流电源的直流产生电路，直流产生电路包括:提供低压隔离电源的电源转换部；连接在电源转换部与双向可控硅的端ロ Al或端ロ A2之间的整流ニ极管。其中，直流产生电路还包括:连接在电源转换部的两末端之间的滤波电容。[0009]其中，电源转换部为变压器的次级绕组。另外，本实用新型公开ー种功率调节电路，包括:连接在零线上的负载电阻，其不同位置分别引出抽头，负载电阻的每个抽头与火线之间分别连接一个双向可控硅；每个双向可控硅的栅极G通过限流电阻分别连接ー个普通光耦中光敏三极管的集电极/发射扱，各个普通光耦中光敏三极管的发射极/集电极均连接ー个直流电源的正极/负极，而各个双向可控硅的端ロ Al或端ロ A2均连接直流电源的负极/正极。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:本实用新型提出的隔离驱动电路，摒弃了价格较贵的双向晶闸管输出型光耦，而是采用价格较为便宜的普通光耦替代双向晶闸管输出型光耦，巧妙地借用一个连接在双向可控硅的端ロ Al或端ロ A2与普通光耦的光敏三极管之间的直流电源来驱动双向可控硅，具有电路结构简单、电路可靠性较佳、安全性能较高且实现成本较低等优点。
图1是现有双向可控硅的隔离驱动电路的示意图；图2是本实用新型双向可控硅的隔离驱动电路第一实施例的示意图；图3是本实用新型双向可控硅的隔离驱动电路第二实施例的示意图；图4是本实用新型一个应用实例的电路示意图。
具体实施方式
结合图2所示，本实用新型使用普通光耦Ul替代图1中双向晶闸管输出型光耦UO来降低隔离驱动电路的实现成本。其中，负载LI和双向可控硅Ql依次串接在交流市电的火线(L)与零线(N)之间，而双向可控硅Ql的栅极G通过限流电阻Rl连接普通光耦Ul中光敏三极管的集电极，光敏三极管的发射极连接ー个直流电源的正极，而双向可控硅Ql的端ロ Al或端ロ A2连接ー个直流电源的负极。在一个优选实施例中，直流电源由ー个直流产生电路提供，该直流产生电路包括:变压器，其次级绕组LS的一末端串接整流ニ极管Dl后连接双向可控硅Ql的端ロ Al或端ロ A2，而次级绕组LS的另ー末端连接光敏三极管的发射极；连接在次级绕组LS两末端的滤波电容Cl。本实施例使用变压器进行低压隔离，以提高驱动电路的可靠性。结合图3所示，在本实用新型的另ー个实施例中，双向可控硅Ql的栅极G通过限流电阻Rl连接普通光耦Ul中光敏三极管的发射极，而光敏三极管的集电极连接直流电源的正扱，也可以实现与图2相同的功能。当然，直流电源也可以能够提供直流电流的各种电源电路，也可以为外接的直接电源。本实用新型的工作原理如下:由变压器的次级绕组LS产生的低压直流，经整流ニ极管Dl进行整流处理，并经过滤波电容Cl滤波后得到一个低压的直流电源。当普通光耦Ul中发光二极管有直流电流流过导通时，发出光线触发光敏三极管导通，从而使直流电源通过双向可控硅Ql的栅极G与端ロ Al之间或栅极G与端ロ A2之间流过电流而触发双向可控硅Ql导通，从而驱动负载LI。结合图4所示，在本实用新型提出的隔离驱动电路应用电气设备中实现多功率档位调节的功率调节电路，比如应用在在多档位的风扇驱动控制电路中，调节各档位下风扇具有不同的功率。在负载电阻RX的不同位置引出多个抽头，而不同抽头分别连接一个双向可控硅Q1、Q2、Q3和Q4的端ロ Al或端ロ A2，双向可控硅Ql、Q2、Q3和Q4的栅极G分别通过限流电阻R1、R2、R3和R4分别连接ー个普通光耦U1、U2、U3和U4中光敏三极管(其中，图3中仅仅画出普通光耦U1、U2、U3和U4的光敏三极管，未画出相应的发光二极管)的集电极/发射极，普通光耦Ul、U2、U3和U4中光敏三极管的发射极/集电极均连接ー个直流电源的正极/负极，而双向可控硅Q1、Q2、Q3和Q4的端ロ A2或端ロ Al均连接直流电源的负扱/正极。当选择普通光耦U1、U2、U3或U4中的发光二极管导通时，与之相连的双向可控硅Q1、Q2、Q3或Q4会随之导通。由于不同的普通光耦U1、U2、U3或U4导通时接入的负载电阻RX阻值各异，负载电阻RX产生的功率也不相同，因此，通过选择普通光耦Ul、U2、U3或U4导通来使风扇工作在不同功率。综上，本实用新型提出的隔离驱动电路，摒弃了价格较贵的双向晶闸管输出型光耦，而是采用价格较为便宜的普通光耦替代双向晶闸管输出型光耦，巧妙地借用一个连接在双向可控硅的端ロ Al或端ロ A2与普通光耦的光敏三极管之间的直流电源来驱动双向可控硅，具有电路结构简单、电路可靠性较佳、安全性能较高且实现成本较低等优点。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种双向可控硅的隔离驱动电路，其特征在于，双向可控硅的栅极G通过限流电阻连接一个普通光耦中光敏三极管的集电极/发射极，光敏三极管的发射极/集电极连接一个直流电源的正极/负极，而双向可控硅的端口 Al或端口 A2之间连接直流电源的负极/正极。
2.根据权利要求1所述双向可控硅的隔离驱动电路，其特征在于，还包括提供直流电源的直流产生电路，该直流产生电路包括:提供低压隔离电源的电源转换部；连接在电源转换部与双向可控硅的端口 Al或端口 A2之间的整流二极管。
3.根据权利要求2所述双向可控硅的隔离驱动电路，其特征在于，直流产生电路还包括:连接在电源转换部的两末端之间的滤波电容。
4.根据权利要求2或3所述双向可控硅的隔离驱动电路，其特征在于，电源转换部为变压器的次级绕组。
5.一种功率调节电路，包括:连接在零线上的负载电阻，其不同位置分别引出抽头，负载电阻的每个抽头与火线之间分别连接一个双向可控硅；其特征在于，还包括:每个双向可控硅的栅极G通过限流电阻分别连接一个普通光耦中光敏三极管的集电极/发射极，各个普通光耦中光敏三极管的发射极/集电极均连接一个直流电源的正极/负极，而各个双向可控硅的端口 Al或端口 A2均连接直流电源的负极/正极。
6.根据权利要求5所述功率调节电路，其特征在于，还包括提供直流电源的直流产生电路，该直流产生电路包括:提供低压隔离电源的电源转换部；连接在电源转换部与双向可控硅的端口 Al或端口 A2之间的整流二极管。
7.根据权利要求6所述功率调节电路，其特征在于，直流产生电路还包括:连接在电源转换部的两末端之间的滤波电容。
8.根据权利要求6或7所述功率调节电路，其特征在于，电源转换部为变压器的次级绕组。
专利摘要本实用新型公开一种双向可控硅的隔离驱动电路，双向可控硅的栅极G通过限流电阻连接一个普通光耦中光敏三极管的集电极/发射极，光敏三极管的发射极/集电极连接一个直流电源的正极/负极，而双向可控硅的端口A1或端口A2之间连接直流电源的负极/正极。本实用新型摒弃了价格较贵的双向晶闸管输出型光耦，而是采用价格较为便宜的普通光耦替代双向晶闸管输出型光耦，巧妙地借用一个连接在双向可控硅的端口A1或端口A2与普通光耦的光敏三极管之间的直流电源来驱动双向可控硅，具有电路结构简单、电路可靠性较佳、安全性能较高且实现成本较低等优点。
文档编号H03K17/72GK202949403SQ201220560150
公开日2013年5月22日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者杨义根 申请人:杨义根