專利名稱：可控硅失效檢測與保護方法及其裝置的制作方法
可控硅失效檢測與保護方法及其裝置
技術領域：
本發(fā)明涉及 家用電器，尤其涉及家用電器的控制器件可控硅的失效檢測與安全保 護方法及其裝置。
背景技術：
可控硅作為電器最常用的電子控制器件，廣泛應用于馬達調(diào)速、電熱絲調(diào)溫等控 制場合，與CPU—起構(gòu)成是家電控制的核心部件?？煽毓枳鳛殛P鍵執(zhí)行部件，一旦開短路， 將造成電熱設備溫度失控、馬達失速，對設備的安全使用直接構(gòu)成了危險，溫度失控的后果 將可能導致火災，馬達轉(zhuǎn)速失控將可能造成意外的突然啟動或轉(zhuǎn)速“飛車”，導致用戶意外 受傷?，F(xiàn)有電器控制技術大都采用感溫器件或馬達測速機構(gòu)(如霍耳元件、光電開關)等 來檢測負載工作是否異常，雖然可以起到最后一道的安全保險防護作用，但其智能化較低， 用戶無法知曉到底是哪一部分出了問題，不能提示故障的準確發(fā)生部位，維修因而較為費 事。因此，現(xiàn)有技術需要改進和提高。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明提供了一種可控硅失效檢測與保護方法及其 裝置，準確判斷出故障發(fā)生元件是否為可控硅，并通過顯示裝置顯示故障信息，以方便維 修，提高產(chǎn)品智能化程度。本發(fā)明提供了一種可控硅失效檢測與保護方法，包括以下步驟中央處理器對可 控硅的輸出變化標記位進行檢測；所述中央處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換口對所述可控硅進行檢測； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換口檢測所述可控硅的電壓；中央處理器檢測電源過零信號是否發(fā)生跳變；當 所述可控硅的電壓在過零信號發(fā)生跳變后一直小于0. 5V或者一直大于4. 8V時，對所述可 控硅做開路標記；當所述可控硅的電壓在過零信號發(fā)生跳變后一直處于2. 5V至4. OV之 間時，對所述可控硅做短路標記；判斷所述可控硅的狀態(tài)是否與要求的工作狀態(tài)相同；若 不相同，所述中央處理器對所述可控硅運行可控硅保護程序切斷馬達供電繼電器RYl的供 電，并顯示異常；若相同，則結(jié)束本次檢測，繼續(xù)下一次同樣的檢測循環(huán)。作為本發(fā)明的進一步改進，當所述可控硅的電壓在過零信號發(fā)生跳變后一直小于 0. 5V或者一直大于4. 8V時，對所述可控硅做開路標記；當所述可控硅的電壓在過零信號發(fā) 生跳變后一直處于2. 5V至4. OV之間時，對所述可控硅做短路標記包括以下步驟在過零信 號發(fā)生跳變后，所述中央處理器判斷所述可控硅的電壓是否一直小于0. 5V ；若是，則對所 述可控硅進行開路標記；若否，則判斷在過零信號發(fā)生跳變后所述可控硅的電壓是否一直 處于2. 5V至4. OV之間；若所述可控硅的電壓一直處于2. 5V至4. OV之間，則對所述可控 硅做短路標記；若在過零信號發(fā)生跳變后，所述可控硅的電壓不處于2. 5V至4. OV之間，則 判斷可控硅的電壓是否大于4. 8V;若在過零信號發(fā)生跳變后，所述可控硅的電壓一直大于 4. 8V，則對所述可控硅進行開路標記；若否，則結(jié)束本次檢測，繼續(xù)下一次同樣的檢測循環(huán)。
作為本發(fā)明的進一步改進，在過零信號發(fā)生跳變后，所述可控硅的電壓一直處于0. 5V至2. 5V之間以及一直處于4. OV至4. 8V之間時，結(jié)束檢測，電路失效，判為可控硅開短
路故障。作為本發(fā)明的進一步改進，所述可控硅的電壓，為所述中央處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換口 與所述可控硅的節(jié)點處的電壓。作為本發(fā)明的進一步改進，還包括所述中央處理器過零檢測腳檢測所述可控硅正 負半周高低電平跳變后，設置可控硅輸出變化標記位=1這一過程。作為本發(fā)明的進一步改進，中央處理器對可控硅的輸出變化標記位進行檢測包括 以下步驟所述中央處理器的過零檢測腳檢測所述可控硅輸出變化標記位是否等于1 ；若 不等于1，則所述中央處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換口不對所述可控硅進行檢測；若等于1，則進行延 時計數(shù)，延時計數(shù)結(jié)束后，中央處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換口對所述可控硅進行檢測。作為本發(fā)明的進一步改進，若等于1，則進行延時計數(shù)，延時計數(shù)結(jié)束后，中央處理 器的模數(shù)轉(zhuǎn)換口對所述可控硅進行檢測還包括以下步驟判斷延時是否大于500US ；若不 大于500US，則重復設置可控硅輸出變化標記位=1這一步驟；若大于500US，則將所述可控 硅輸出變化標記位清零，中央處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換口對所述可控硅進行檢測。本發(fā)明還提供了一種失效檢測與保護裝置，包括中央處理器，包括過零檢測腳與 模數(shù)轉(zhuǎn)換口 ；過零檢測電路，連接至所述中央處理器，反饋可控硅正負半周高低電平跳變至 所述過零檢測腳，以供所述中央處理器對可控硅的輸出變化標記位進行標記與檢測；失效 檢測電路，連接至所述中央處理器，反饋所述可控硅的電壓至所述數(shù)模轉(zhuǎn)換口，在過零信號 發(fā)生跳變后，所述中央處理器對所述可控硅的電壓一直小于0. 5V或者大于4. 8V做開路標 記，對所述可控硅的電壓一直處于2. 5V至4. OV之間做短路標記；RYl繼電器保護電路，連 接至所述中央處理器，根據(jù)所述中央處理器的可控硅保護程序，對所述短路標記與所述開 路標記的可控硅及負載做斷電保護；顯示裝置，顯示所述可控硅的異常狀態(tài)信息。本發(fā)明的有益效果是(1)利用可控硅開路、短路故障狀態(tài)下的電壓識別方法，在負載運行工作時同步檢 測可控硅是否開路、短路，提高了檢測的智能化程度；(2)通過對可控硅工作時不間斷的檢測，及時發(fā)現(xiàn)可控硅失效的發(fā)生，并及時切斷 負載供電，避免了事故的發(fā)生，起到安全保護作用；(3)準確判斷出故障發(fā)生部位是否發(fā)生在可控硅，并通過顯示裝置顯示出來，方便 維修。

圖1是本發(fā)明可控硅失效檢測與保護方法及其裝置的系統(tǒng)模塊圖；圖2是本發(fā)明可控硅失效檢測與保護方法的流程圖；圖3是本發(fā)明可控硅失效檢測與保護裝置的電路圖。
具體實施方式下面結(jié)合

及具體實施方式
對本發(fā)明進一步說明。如圖1所示是可控硅失效檢測與保護方法及其裝置的系統(tǒng)模塊圖。本實施方式包括中央處理器(CPU) 10，過零檢測電路20，失效檢測電路30，保護電路40，負載50與顯示裝 置60。
如圖2所示是本發(fā)明可控硅失效檢測與保護方法的流程圖。在本實施方式中，首 先中央處理器對可控硅的輸出變化標記位進行檢測。具體為中央處理器過零檢測腳檢測 可控硅正負半周高低電平跳變后，設置可控硅輸出變化標記位=1 ；在步驟SlOO中，中央處 理器的過零檢測腳檢測可控硅輸出變化標記位是否等于1 ；若不等于1，則進入步驟S108， 中央處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換口不對可控硅進行檢測；若等于1，則執(zhí)行S102，進行延時計數(shù)(防 干擾)；執(zhí)行S104，判斷延時是否大于500US ；若不大于500US，則重新開始，重復設置可控 硅輸出變化標記位=1這一步驟；若大于500US，則執(zhí)行S106，將可控硅輸出變化標記位清 零，中央處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換接口對可控硅進行檢測。執(zhí)行S108，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換檢測程序，模數(shù)轉(zhuǎn)換口檢測可控硅的電壓。在上一次過零信號發(fā)生跳變到下一次過零信號發(fā)生跳變的這段時間內(nèi)，當可控硅 的電壓一直小于0. 5V或者大于4. 8V時，對可控硅做開路標記；當可控硅的電壓一直處于 2. 5V至4. OV之間時，對可控硅做短路標記。具體為執(zhí)行S110，CPUlO判斷可控硅的電壓 是否小于0. 5V 若是，則執(zhí)行S118，對可控硅進行開路標記。若否，則執(zhí)行S112，判斷可控 硅的電壓是否一直為2. 5V至4. OV之間？若可控硅的電壓一直處于2. 5V至4. OV之間，則 執(zhí)行S116，對可控硅做短路標記。若可控硅的電壓不處于2. 5V至4. OV之間，則執(zhí)行S114， 判斷可控硅的電壓是否一直大于4. 8V ？若可控硅的電壓大于4. 8V，則執(zhí)行Sl 18，對可控硅 進行開路標記；若否，則結(jié)束，之后重復下一次檢測循環(huán)。從步驟Sl 16與步驟Sl 18進入步驟S120，判斷做了開路標記與短路標記的可控硅 的狀態(tài)是否與要求的工作狀態(tài)相同？若不相同，則執(zhí)行S122，CPUlO對可控硅運行可控硅 保護程序，并顯示異常至顯示裝置60 ；若相同，則結(jié)束。在本實施方式中，在上一次過零信號發(fā)生跳變到下一次過零信號發(fā)生跳變期間， 可控硅的電壓一直處于0. 5V至2. 5V之間以及處于4. OV至4. 8V之間時，結(jié)束檢測，電路失 效，為可控硅開短路故障?？煽毓璧碾妷?，為CPUlO的模數(shù)轉(zhuǎn)換口與可控硅的節(jié)點處的電壓。如圖3所示是本發(fā)明可控硅失效檢測與保護裝置的電路圖。本實施方式提供 CPUlO包括過零檢測腳與模數(shù)轉(zhuǎn)換口。過零檢測電路20連接至CPU10，反饋可控硅正負半 周高低電平跳變至所述過零檢測腳。失效檢測電路30連接至CPU，反饋所述可控硅的電壓 至所述數(shù)模轉(zhuǎn)換口。保護電路40，連接至CPU10，根據(jù)CPUlO的可控硅保護程序，對所述短 路標記與所述開路標記的可控硅做開短路保護。顯示裝置60顯示所述可控硅的異常狀態(tài)。過零檢測電路20，包括電阻R10、電阻R11、電阻R12與晶體管TR1。過零檢測電路 20把交流電正弦波整形成方波信號，當正弦波在正半周時，方波為低電平，正弦波在負半周 時，方波為高電平。CPUlO檢測過零檢測電路20輸出的方波電平信號是否發(fā)生跳變，當檢測 到跳變時，延時一段時間t (即導通角)，然后輸出觸發(fā)可控硅導通的脈沖信號，使可控硅 導通。CPU過零檢測腳檢測到有正負半周高低電平跳變后，設置正負半周跳變標志位=1。失效檢測電路30包括電阻R4、電阻R5與電阻R6，所述電阻R4與電阻R5串聯(lián)于 電源與負載50之間，所述電阻R6的一端連接至所述R4與所述電阻R5的節(jié)點，所述電阻 R6的另一端連接至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換口，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換口檢測所述電阻R6另一端以得到所述可控硅的電壓。在本實施方式中所述電阻R6的另一端為A點，R4與所述電阻R5的節(jié)點為C點。CPU對所述可控硅的電壓一直小于0. 5V或者大于4. 8V做開路標記，對所述可控硅的 電壓一直處于2. 5V至4. OV之間做短路標記。當可控硅開路狀態(tài)時，可控硅兩端的電壓降經(jīng)電阻R4與電阻R5分壓后，在A點形 成幅值大于IOV的對地交流電正弦波(A點電壓是取自交流電)，當可控硅兩端的電壓處于 正弦波的負半周時，A點的電壓會比OV還低，通過二極管D3鉗位所得電壓為-0. 6V;當可控 硅兩端的電壓處于正弦波的正半周時，可控硅兩端的電壓大于+5V，通過二極管D4鉗位所 得電壓為+5. 7V，處于正半周與負半周期間，A點電壓均不會出現(xiàn)變化。正常可控硅觸發(fā)導通時，在正半周還是負半周期間，A點電壓會有可控硅觸發(fā)導通 前電壓與導通前電壓明顯不同的變化。當可控硅短路狀態(tài)時，可控硅兩端無電壓降，相當于電阻R4與電阻R5 —直并聯(lián)于 +5V電源及C點兩端，電阻R4、電阻R5并聯(lián)后的總電阻與R6構(gòu)成分壓?？煽毓鑳啥说碾妷?在正弦波的負半周與正弦波的正半周時，A點電壓均為+5V電源直流電中的分壓=5V*R6/ [R4*R5/ (R4+R5) +R6] = 3.6V。因為CPU只能檢測到與OV VDD<+5V>范圍內(nèi)的電壓，所以通過CPUlO數(shù)模轉(zhuǎn)換 (A/D) 口檢測A點的電壓是否約為3. 6V，或者一直為OV或5V來判斷可控硅處在開路還是 短路狀態(tài)。在程序上可以這樣處理在CPUlO過零檢測腳檢測到有正負半周高低電平跳變后，設置正負半周跳變標志 位=1。主程序檢測到正負半周跳變標志位=1后，A/D 口一直檢測A點的電平狀況。設 置CPU發(fā)出觸發(fā)脈沖時的標志位為1。當CPU發(fā)出觸發(fā)脈沖時，CPU發(fā)出觸發(fā)脈沖前標志位 為“0”至CPU發(fā)出觸發(fā)脈沖后標志位為“1”期間，A點電壓都是位于2. 5V 4V范圍，則可 判斷可控硅為短路。當CPUlO發(fā)出觸發(fā)脈沖時，CPU發(fā)出觸發(fā)脈沖前標志位為“0”至CPUlO發(fā)出觸發(fā) 脈沖后標志位為“1”期間，A點電壓都是位于小于0. 5V或大于4. 8V的范圍，由于A點電壓 對CPU觸發(fā)脈沖沒有反應，則可判斷可控硅為開路。保護電路40包括繼電器RYl?？煽毓璞粰z測到失效后，CPUlO開啟保護程序，關斷 繼電器RY1，來達到切斷負載50供電、關閉負載50工作的目的?？煽毓杈唧w的異常信息可以顯示裝置60直觀顯示出來，供用戶知曉、方便檢修， 顯示裝置60可以采用IXD、LED或數(shù)碼管。在本實施方式中，電阻R4、電阻R5與電阻R6可取200K 560KQ，R4 = 300K, R5 =R6 = 470K。電路中電阻R2、晶體管TR2與電力調(diào)整器SCR構(gòu)成可控硅驅(qū)動電路。電容 C9與電阻R3為RC吸收回路，用于保護可控硅。電阻R8為過流檢測電阻。本發(fā)明所提供的可控硅失效檢測與保護方法及其裝置，利用可控硅開路、短路故 障狀態(tài)下的電壓識別方法，在負載50運行工作時同步檢測可控硅是否開路、短路，提高了 檢測的智能化程度；通過對可控硅工作時不間斷的檢測，及時發(fā)現(xiàn)可控硅失效的發(fā)生，并及 時切斷負載50供電，避免了事故的發(fā)生，起到安全保護作用；準確判斷出故障發(fā)生部位是 否發(fā)生在可控硅，并通過顯示裝置60顯示出來，方便維修。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的 保護范圍。
權利要求
一種可控硅失效檢測與保護方法，其特征在于，包括以下步驟中央處理器對可控硅的輸出變化標記位進行檢測；所述中央處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換口對所述可控硅進行檢測；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換口檢測所述可控硅的電壓；中央處理器檢測電源過零信號是否發(fā)生跳變；當所述可控硅的電壓在過零信號發(fā)生跳變后一直小于0.5V或者一直大于4.8V時，對所述可控硅做開路標記；當所述可控硅的電壓在過零信號發(fā)生跳變后一直處于2.5V至4.0V之間時，對所述可控硅做短路標記；判斷所述可控硅的狀態(tài)是否與要求的工作狀態(tài)相同；若不相同，所述中央處理器對所述可控硅運行可控硅保護程序切斷馬達供電繼電器RY1的供電，并顯示異常；若相同，則結(jié)束本次檢測，繼續(xù)下一次同樣的檢測循環(huán)。
2.根據(jù)權利要求1所述的可控硅失效檢測與保護方法，其特征在于，當所述可控硅的 電壓在過零信號發(fā)生跳變后一直小于0. 5V或者一直大于4. 8V時，對所述可控硅做開路標記；當所述可控硅的電壓在過零信號發(fā)生跳變后一直 處于2. 5V至4. OV之間時，對所述可控硅做短路標記包括以下步驟在過零信號發(fā)生跳變后，所述中央處理器判斷所述可控硅的電壓是否一直小于0. 5V ； 若是，則對所述可控硅進行開路標記；若否，則判斷在過零信號發(fā)生跳變后所述可控硅的電壓是否一直處于2. 5V至4. OV之間；若所述可控硅的電壓一直處于2. 5V至4. OV之間，則對所述可控硅做短路標記； 若在過零信號發(fā)生跳變后，所述可控硅的電壓不處于2. 5V至4. OV之間，則判斷可控硅 的電壓是否大于4. 8V；若在過零信號發(fā)生跳變后，所述可控硅的電壓一直大于4. 8V，則對所述可控硅進行開 路標記；若否，則結(jié)束本次檢測，繼續(xù)下一次同樣的檢測循環(huán)。
3.根據(jù)權利要求2所述的可控硅失效檢測與保護方法，其特征在于在過零信號發(fā)生 跳變后，所述可控硅的電壓一直處于0. 5V至2. 5V之間以及一直處于4. OV至4. 8V之間時， 結(jié)束檢測，電路失效，判為可控硅開短路故障。
4.根據(jù)權利要求3所述的可控硅失效檢測與保護方法，其特征在于所述可控硅的電 壓，為所述中央處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換口與所述可控硅的節(jié)點處的電壓。
5.根據(jù)權利要求1所述的可控硅失效檢測與保護方法，其特征在于還包括所述中央 處理器過零檢測腳檢測所述可控硅正負半周高低電平跳變后，設置可控硅輸出變化標記位 =1這一過程。
6.根據(jù)權利要求5所述的可控硅失效檢測與保護方法，其特征在于，中央處理器對可 控硅的輸出變化標記位進行檢測包括以下步驟所述中央處理器的過零檢測腳檢測所述可控硅輸出變化標記位是否等于1 ； 若不等于1，則所述中央處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換口不對所述可控硅進行檢測；若等于1，則進行延時計數(shù)。
7.根據(jù)權利要求6所述的可控硅失效檢測與保護方法，其特征在于，若等于1，則進行 延時計數(shù)還包括以下步驟判斷延時是否大于500US ；若不大于500US，則重復設置可控硅輸出變化標記位=1這一步驟；若大于500US，則將所述可控硅輸出變化標記位清零，中央處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換口對所述 可控硅進行檢測。
8.—種可控硅失效檢測與保護裝置，其特征在于包括中央處理器，包括過零檢測腳與模數(shù)轉(zhuǎn)換口 ；過零檢測電路，連接至所述中央處理器，反饋可控硅正負半周高低電平跳變至所述過 零檢測腳，以供所述中央處理器對可控硅的輸出變化標記位進行標記與檢測；失效檢測電路，連接至所述中央處理器，反饋所述可控硅的電壓至所述數(shù)模轉(zhuǎn)換口，在 過零信號發(fā)生跳變后，所述中央處理器對所述可控硅的電壓一直小于0. 5V或者大于4. 8V 做開路標記，對所述可控硅的電壓一直處于2. 5V至4. OV之間做短路標記；保護電路，連接至所述中央處理器，根據(jù)所述中央處理器的可控硅保護程序，對所述短 路標記與所述開路標記的可控硅及負載做斷電保護；顯示裝置，顯示所述可控硅的異常狀態(tài)信息。
9.根據(jù)權利要求8所述的可控硅失效檢測與保護裝置，其特征在于所述失效檢測電 路包括電阻R4、電阻R5與電阻R6，所述電阻R4與電阻R5串聯(lián)于電源與負載之間，所述電 阻R6的一端連接至所述R4與所述電阻R5的節(jié)點，所述電阻R6的另一端連接至所述模數(shù) 轉(zhuǎn)換口，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換口檢測所述電阻R6另一端以得到所述可控硅的電壓。
10.根據(jù)權利要求8所述的可控硅失效檢測與保護裝置，其特征在于所述保護電路包 括繼電器RY1，所述中央處理器開啟保護程序，關斷所述繼電器RY1，以切斷負載供電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可控硅失效檢測與保護方法，包括以下步驟中央處理器檢測電源過零信號是否發(fā)生跳變；當可控硅的電壓在過零信號發(fā)生跳變后一直小于0.5V或者一直大于4.8V時，對可控硅做開路標記；當可控硅的電壓在過零信號發(fā)生跳變后一直處于2.5V至4.0V之間時，對可控硅做短路標記；中央處理器對可控硅運行可控硅保護程序。本發(fā)明還公開了一種可控硅失效檢測與保護裝置。本發(fā)明所提供的可控硅失效檢測與保護方法及其裝置，準確判斷出故障發(fā)生元件是否為可控硅，并通過顯示故障信息及自動切斷負載供電繼電器方式，以方便維修，提高產(chǎn)品安全性能及智能化程度。
文檔編號G01R19/175GK101876684SQ201010192588
公開日2010年11月3日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權日2010年6月4日
發(fā)明者劉建偉, 周述宇, 姜西輝, 安飛虎 申請人:深圳和而泰智能控制股份有限公司