双向可控硅触发电路及开关控制组件的制作方法

本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及一种双向可控硅触发电路及开关控制组件。
背景技术：
：双向可控硅是一种功率半导体器件，也称双向晶闸管。由于双向可控硅没有反向耐压问题且其对应的控制电路简单，使其广泛适用于交流调压、电机调速、交流开关、路灯自动开启与关闭、温度控制、台灯调光等电路控制领域。当双向可控硅与其对应的控制电路构成正电压拓扑结构时，由于正电压拓扑结构中控制电路的地端与负载回路的地端连接，使得在控制电路输出正向触发信号，双向可控硅经由正向电流触发导通，当负载接交流电时双向可控硅的触发象限不可避免的运行在第四象限，由于双向可控硅内部结构中门极离主载流区域较远，导致触发双向可控硅导通所需的触发电流大，相应的功耗也大。技术实现要素：本实用新型的主要目的在于提供一种双向可控硅触发电路及开关控制组件，旨在解决触发双向可控硅导通所需的触发电流大导致功耗大的问题。为了实现上述目的，本实用新型提供一种双向可控硅触发电路，包括：发出正向触发信号的MCU控制电路；将所述MCU控制电路发出的所述正向触发信号转换为负向触发信号，并通过所述负向触发信号触发所述双向可控硅导通的负电荷泵电路；其中，所述负电荷泵电路的输入端与所述MCU控制电路的控制端连接，所述负电荷泵电路的输出端与所述双向可控硅的门极连接。可选地，所述负电荷泵电路包括第一电容、第二电容、第一二极管以及第二二极管；所述第一电容的一端为所述负电荷泵电路的输入端，所述第一电容的另一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一电容的另一端还与所述第二二极管的阴极连接；所述第一二极管的阴极与所述MCU控制电路的地端连接；所述第二电容连接在所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阳极之间；所述第二二极管的阳极与第二电容连接的结点为所述负电荷泵电路的输出端。可选地，所述双向可控硅的第一主端子和第二主端子连接负载回路，所述双向可控硅的第一主端子还与所述MCU控制电路的地端连接。可选地，所述双向可控硅触发电路还包括分压电阻，所述分压电阻连接在所述MCU控制电路的控制端与所述负电荷泵电路的输入端之间。可选地，所述正向触发信号为正向脉冲信号，所述负向触发信号为负向脉冲信号。可选地，所述MCU控制电路还包括调节所述正向脉冲信号的脉冲宽度的脉冲调节单元。此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种开关控制组件，包括双向可控硅以及向所述双向可控硅的门极发出触发信号的双向可控硅触发电路，所述双向可控硅触发电路是如上所述的双向可控硅触发电路。本实用新型通过设置负电荷泵电路，从而将MCU控制电路发出的正向触发信号转为负向触发信号，并通过该负向触发信号控制所述双向可控硅导通，由此在不改变双向可控硅与其对应的控制电路构成的正向拓扑结构的基础上，利用负向触发信号导通双向可控硅，由于负向触发信号触发所需要的触发电压和电流相对较小，因此解决了触发双向可控硅导通所需的触发电流大的问题，相对于正向触发信号触发导通，减小了耗散功率，提高了双向可控硅元件的稳定性和可靠性。附图说明为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型双向可控硅触发电路一实施例的模块示意图；图2为图1实施例的电路结构示意图；图3为图1实施例中的负电荷泵电路的输出仿真示意图。本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。附图标号说明：标号名称标号名称10MCU控制电路R分压电阻20负电荷泵电路D1第一二极管30双向可控硅C1第一电容40负载C2第二电容VSSMCU控制电路的地端D2第二二极管T1第一主端子T2第二主端子具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实用新型提供一种双向可控硅触发电路，参照图1，在一实施例中，该双向可控硅触发电路包括：发出正向触发信号的MCU(MicrocontrollerUnit，微控制单元)控制电路10；将所述MCU控制电路10发出的所述正向触发信号转换为负向触发信号，并通过所述负向触发信号触发所述双向可控硅30导通的负电荷泵电路20；其中，所述负电荷泵电路20的输入端与所述MCU控制电路10的控制端连接，所述负电荷泵电路20的输出端与所述双向可控硅30的门极连接。参见图2，双向可控硅30可以通过门极接收的触发信号触发导通，门极作为触发端所接收的触发信号可以是正向触发信号，也可以是负向触发信号。所述双向可控硅30的第一主端子T1和第二主端子T2连接在负载40所在回路中，所述双向可控硅30的第一主端子T1还与MCU控制电路10的地端VSS连接。需要说明的是，在已有的正电压拓扑结构中，当MCU控制电路10发出正向触发信号，双向可控硅30的门极由正向电流触发，双向可控硅30导通，但通过正向电流触发的门极离双向可控硅30内主载流区域较远，使得只有设置了相对较大的触发电流才能使双向可控硅30导通，加大了耗散功率。为了在不改变原有的正电压拓扑结构的基础上解决上述问题，本实施例利用了负电荷泵电路20能将电压转向的特性，改变了原有MCU控制电路10输出的正向触发信号的方向，使双向可控硅30的门极接收到负向触发信号，即双向可控硅30的门极由负向电流触发，双向可控硅30导通。由于本身负向触发信号触发双向可控硅30导通相比正向触发信号触发导通所需要的触发电压和触发电流都小，因此解决了已有的正电压拓扑结构需要相对较大的触发电流才能使双向可控硅30导通的技术问题，减少了耗散功率，工作可靠稳定，且没有破坏原有的电路结构。进一步地，还可以通过采用单极脉冲触发双向可控硅30的门极，触发时间准确。也就是说，为了触发时间准确，可以将上述正向触发信号设置为正向脉冲信号。可以理解的是，当正向触发信号为正向脉冲信号时，正向触发信号经过负电荷泵电路20转换后得到的负向触发信号即为负向脉冲信号。进一步地，当采用脉冲信号以及负电荷泵电路20进行门极触发时，脉冲宽度较窄，信号存在延时，为了拓宽脉冲宽度，降低信号延迟，可以在MCU控制电路10中设置脉冲调节单元，用于调节所述正向脉冲信号的脉冲宽度，使负电荷泵输出的负向脉冲信号延时少。例如，图3即是负电荷泵电路20的输出仿真示意图，其中MCU控制电路10输出的正向触发信号的幅度为Um＝5V，上升时间tr＝1nS，周期Tr＝4uS，占空比系数ε＝50％。需要说明的是，脉冲宽度可通过脉冲调节单元调节，该脉冲调节单元可以设置在MCU控制电路10中，也可以单独设置。请继续参看图2，在一些实施例中，上述负电荷泵电路20包括第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1以及第二二极管D2；所述第一电容C1的一端为所述负电荷泵电路20的输入端，所述第一电容C1的另一端与所述第一二极管D1的阳极连接，所述第一电容C1的另一端还与所述第二二极管D2的阴极连接；所述第一二极管C1的阴极与所述MCU控制电路10的地端VSS连接；所述第二电容C2连接在所述第一二极管D1的阴极与所述第二二极管D2的阳极之间；所述第二二极管D2的阳极与第二电容C2连接的结点为所述负电荷泵电路20的输出端。需要说明的是，上述第二二极管D2用于防止第一电容C1充电后直接触发双向可控硅30的门极，起到了电压隔离的作用。进一步地，所述双向可控硅触发电路还包括分压电阻R，所述分压电阻R连接在所述MCU控制电路10的控制端与所述负电荷泵电路20的输入端之间。上述双向可控硅触发电路的触发原理为：当MCU控制电路10输出正向脉冲信号时，其正电压V向第一电容C1充电，电容电压为+V；当MCU控制电路10输出为0时，第一电容C1通过第二二极管D2向第二电容C2充电。由于第二电容C2还与MCU控制电路地VSS连接，高电位接地，若忽略第一二极管D1上的压降，第二电容C2充电后的电压为-V，双向可控硅30的门极电压因此也为-V，触发门极的门极电流也为负向电流，由此实现了通过电荷泵电路进行触发信号方向的转换，减少了耗散功率，提高电路元件稳定性和可靠性。此外，采用电容和二极管进行信号方向转换，电路制作成本低。本实用新型还提供一种开关控制组件，该开关控制组件包括双向可控硅以及向所述双向可控硅的门极发出触发信号的双向可控硅触发电路，该双向可控硅触发电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的开关控制组件采用了上述双向可控硅触发电路的技术方案，因此该开关控制组件具有上述双向可控硅触发电路所有的有益效果。以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3