一种可控硅丢波控制方法、装置及控制系统与流程

本发明涉及一种可控硅的控制方法，具体地说是一种可控硅丢波控制方法、装置及控制系统。

背景技术：

1、可控硅是一种常用的半导通性功率器件，具有当遇到ac过零点时会自动关断的特点，因此，可控硅被越来越多的应用在温度调节的应用场景中，可控硅与发热丝连接，进行相应的控制。在温度调节的场合中，利用设备内的mcu可通过输出io电平驱动可控硅，使发热丝发热或降温，实现温度控制。可控硅控制方式一般可以分为pwm斩波控制和以ac过零点间的时间间隔为周期的丢波控制。mcu使用pwm斩波控制有很好控温效果，但同时也会产生很大的高频干扰，导致产品很难通过emi安规测试；而丢波控制则能避免高频干扰，有利于产品通过emi安规测试，但由于丢波控制的控制最小时间单元为ac过零点间的周期时间t＝1/freq(ac)，在固定时间周期内，会出现调节速度慢，调节功率波动大等问题，导致温度变化波动大，恒温效果差。

2、可控硅通过丢波控制方式来控温，传统的控制方式是mcu先设定固定周期计数值与当前计数值，根据温差得到可控硅导通时间的周期占空比，并在固定周期内，通过检测当前计数值于与周期占空比得到的阈值进行比较，得到输出可控硅导通或关断信号，从而实现控温，占空比的输出方式如下：

3、如果固定周期内当前计数值小于周期占空比阈值，mcu输出可控硅导通信号，发热丝发热，输出功率；

4、如果固定周期内当前计数值大于周期占空比阈值，mcu输出可控硅关断信号，发热丝不发热，不输出功率；

5、由此可以得到，发热丝在当前计数值小于周期占空比阈值情况下，满功率输出；在当前计数值大于周期占空比阈值情况下，零功率输出；满功率输出和零功率输出都集中在某个时间段上，也就是调整时只在某一个时间段进行调整，这就导致非常大的功率波动，会使得发热丝温度变化也非常大，很难实现很好的恒温功能。

技术实现思路

1、为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种可控硅丢波控制方法、装置及控制系统。

2、为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

3、一种可控硅丢波控制方法，所述方法包括以下步骤：

4、检测可控硅当前输入电源的频率，获得ac_unit，该ac_unit为ac过零点间的周期时间t；

5、查看可控硅的ac过零信号是否有变化；

6、若ac过零信号没有发生变化，则返回继续检测可控硅当前输入电源的频率以获得新的ac_unit；若ac过零信号发生了变化，获取当前的可控硅导通次数阈值duty_target，并且将ac过零信号的当前计数值ac_count为上一阶段的计数值加1；

7、判断ac过零信号的当前计数值ac_count是否大于等于周期计数值cycle_count；

8、若ac过零信号的当前计数值ac_count大于等于周期计数值cycle_count，则赋予当前计数值ac_count为1；若当前的计数值ac_count小于周期计数值cycle_count，进一步判断可控硅导通计数值heater_count是否小于可控硅导通次数阈值duty_target；

9、若可控硅导通计数值heater_count小于当前的可控硅导通次数阈值duty_target，则输出低电平信号，导通可控硅，使发热线发热；若可控硅导通计数值heater_count大于等于当前的可控硅导通次数阈值duty_target，则输出高电平信号，不导通可控硅，关闭发热丝，使可控硅导通计数值heater_count加1，从而将导通可控硅的时间分散到整个周期。

10、作为进一步地改进，在可控硅不导通情况下，判断可控硅导通计数值heater_count是否大于等于周期计数值cycle_count；

11、若可控硅导通计数值heater_count大于等于周期计数值cycle_count，则赋予可控硅导通计数值heater_count为1，返回检测输入电源的频率以获得新的ac_unit；若可控硅导通计数值heater_count小于周期计数值cycle_count，则直接返回检测输入电源的频率以获得新的ac_unit。

12、在将ac过零信号的当前计数值ac_count赋予为1后，进入到判断可控硅导通计数值heater_count是否小于当前的可控硅导通次数阈值duty_target的步骤。

13、作为进一步地改进，所述可控硅导通次数阈值duty_target根据以下公式计算获得：

14、duty_target＝duty_q*heater_count/128，

15、其中，duty_q为可控硅导通时间的周期占空比转换值。

16、作为进一步地改进，所述周期占空比转换值duty_q根据以下公式计算获得：

17、duty_q＝cycle_count*128/duty_count，

18、其中duty_count为周期占空比阈值。

19、作为进一步地改进，所述周期占空比阈值duty_count通过以下公式计算获得：

20、duty_count＝duty*cycle_count/100，

21、其中duty为可控硅导通时间的周期占空比。

22、作为进一步地改进，所述周期占空比duty通过以下公式计算获得：

23、duty＝(temp_now–temp_set)*k_const，

24、其中，temp_now为检测到的发热丝的当前温度，temp_set为的发热丝的设定温度，k_const为温度转化系数，该k_const为常数。

25、作为进一步地改进，所述所述周期计数值cycle_count通过以下公式计算获得：

26、cycle_count＝cycle_time/ac_unit，

27、其中cycle_time为预设的固定周期。

28、一种可控硅丢波控制装置，包括：

29、检测单元，用于检测输入电源的频率，以获得ac过零点间的周期时间t；

30、判断单元，用于ac过零信号是否发生变化，当前计数值与周期计数值的大小关系，以及可控硅导通计数值与可控硅导通次数阈值的大小关系；

31、控制单元，用于控制可控硅输出高电平信号或低电平信号。

32、一种可控硅丢波控制系统，包括所述的可控硅丢波控制装置。

33、与现有技术相比，本发明具有以下的有益技术效果：

34、采用功率平均的处理方法，根据当前可控硅已导通的时间改变下一次可控硅的导通时间长度，使导通可控硅的时间分散到整个周期中，打破可控硅的满功率输出和零功率输出都集中在某个时间段上的问题，让发热丝在整个周期都在调整，实现发热丝功率平稳输出，温度变化波动小，优化恒温效果。

技术特征：

1.一种可控硅丢波控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的可控硅丢波控制方法，其特征在于，在可控硅不导通情况下，判断可控硅导通计数值heater_count是否大于等于周期计数值cycle_count；

3.根据权利要求2所述的可控硅丢波控制方法，其特征在于，在将ac过零信号的当前计数值ac_count赋予为1后，进入到判断可控硅导通计数值heater_count是否小于当前的可控硅导通次数阈值duty_target的步骤。

4.根据权利要求3所述的可控硅丢波控制方法，其特征在于，所述可控硅导通次数阈值duty_target根据以下公式计算获得：

5.根据权利要求4所述的可控硅丢波控制方法，其特征在于，所述周期占空比转换值duty_q根据以下公式计算获得：

6.根据权利要求5所述的可控硅丢波控制方法，其特征在于，所述周期占空比阈值duty_count通过以下公式计算获得：

7.根据权利要求6所述的可控硅丢波控制方法，其特征在于，所述周期占空比duty通过以下公式计算获得：

8.根据权利要求7所述的可控硅丢波控制方法，其特征在于，所述所述周期计数值cycle_count通过以下公式计算获得：

9.一种可控硅丢波控制装置，其特征在于，包括：

10.一种可控硅丢波控制系统，其特征在于，包括权利要求9所述的可控硅丢波控制装置。

技术总结
一种可控硅丢波控制方法、装置及控制系统，包括步骤：检测可控硅当前输入电源的频率，获AC过零点间的周期时间T；若AC过零信号发生了变化，获取当前的可控硅导通次数阈值并且将AC过零信号的当前计数值加1；若AC过零信号的当前计数值大于等于周期计数值，则赋予当前计数值为1；若可控硅导通计数值小于当前的可控硅导通次数阈值，则输出低电平信号，导通可控硅，使发热线发热；若可控硅导通计数值大于等于当前的可控硅导通次数阈值，则输出高电平信号，不导通可控硅，关闭发热丝，使可控硅导通计数值加1，从而将导通可控硅的时间分散到整个周期。本发明对功率进行平均计算，使发热丝功率平稳输出，温度变化波动小，恒温效果好。

技术研发人员：吕煜荣,黄旺辉
受保护的技术使用者：深圳市朗科智能电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13