專利名稱：一種可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)電路，尤其涉及一種可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路， 屬于電路檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)大電流負(fù)載的控制常采用可控硅進(jìn)行控制，可控硅串聯(lián)負(fù)載，直接連接交流輸入端，通過可控硅的導(dǎo)通或截止對(duì)負(fù)載進(jìn)行開關(guān)控制，為了限制可控硅兩端電壓上升率過大，保證可控硅安全運(yùn)行，一般在可控硅的兩端并聯(lián)RC阻容吸收電路，利用電容兩端電壓不能突變的特性來限制電壓上升率。由于外界干擾，有可能使可控硅誤動(dòng)作，為了監(jiān)測(cè)可控硅是否正常導(dǎo)通或截止、對(duì)負(fù)載進(jìn)行正確的開關(guān)控制，現(xiàn)有的技術(shù)通過檢測(cè)負(fù)載兩端的電壓，經(jīng)過電壓采集、波形整形輸出來判斷可控硅的交流開關(guān)是否正常工作。但是這種檢測(cè)方式存在明顯的缺陷，主要是可控硅截止時(shí)，由于RC阻容吸收電路的存在，和負(fù)載構(gòu)成串聯(lián)電路，負(fù)載兩端還有一定的電壓，尤其在干擾較大時(shí)，負(fù)載兩端的電壓更大，有可能使波形整形輸出端輸出不正確的信號(hào)，引起對(duì)可控硅的導(dǎo)通或截止進(jìn)行誤判斷，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種檢測(cè)電路，克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路，其能夠有效地避免開關(guān)電路中與可控硅兩端并聯(lián)的RC阻容吸收電路對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出可控硅元件的導(dǎo)通或截止工作狀態(tài)，同時(shí)能準(zhǔn)確計(jì)算出可控硅的導(dǎo)通角。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案是一種可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路，其特征是，包括連接在交流輸入端的開關(guān)電路，與所述開關(guān)電路相連的電壓采集電路，與所述電壓采集電路相連的波形整形電路，與所述波形整形電路輸出相連的、可對(duì)所述波形整形電路輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的一控制單元。與所述開關(guān)電路相連的觸發(fā)電路。所述控制單元或?yàn)镃PU、或?yàn)镸CU、或?yàn)槠渌邆溥\(yùn)算控制功能的控制器。所述觸發(fā)電路或?yàn)镽C觸發(fā)、或?yàn)閷Ｓ糜|發(fā)芯片、或?yàn)橐话憧煽毓栌|發(fā)電路。所述開關(guān)電路包括串聯(lián)在交流輸入端之間的一可控硅、與所述可控硅串聯(lián)的一負(fù)載。所述觸發(fā)電路與所述可控硅控制極連接。所述可控硅兩端并聯(lián)RC阻容吸收電路，所述RC阻容吸收電路包含一 RC阻容吸收電路電阻和一 RC阻容吸收電路電容，所述RC阻容吸收電路電阻和RC阻容吸收電路電容相串聯(lián)。所述電壓采集電路包括由四個(gè)整流二極組成的橋式整流器，所述橋式整流器輸入端通過一串聯(lián)的降壓電阻連接至所述雙向可控硅的兩端，所述橋式整流器的輸出端連接至一光電耦合器的輸入端，所述橋式整流器的輸出端連接至一濾波電容，所述濾波電容與所述光電耦合器的輸入端相并聯(lián)。所述光電耦合器的輸入端為光源發(fā)光二極管，所述光電耦合器的輸出端為受光器
光敏三極管。所述的波形整形電路中包含整形三極管，所述整形三極管的基極通過一偏置電阻與參考工作電源連接，同時(shí)與所述光敏三極管的集電極連接，所述光敏三極管的發(fā)射極接地。所述整形三極管的發(fā)射極、集電極至少包括兩種接法，一種較佳的方案為所述整形三極管的發(fā)射極接地，所述整形三極管的集電極通過一偏置電阻與參考工作電源連接， 所述集電極同時(shí)與控制單元連接。整形三極管整形后的電壓數(shù)字信號(hào)通過集電極輸出后進(jìn)入控制單元進(jìn)行運(yùn)算。另一種較佳的方案為所述整形三極管的發(fā)射極通過一偏置電阻與地相連，所述發(fā)射極同時(shí)與控制單元連接，所述整形三極管的集電極接參考工作電壓。整形三極管整形后的電壓數(shù)字信號(hào)通過集電極輸出后進(jìn)入控制單元進(jìn)行運(yùn)算。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型檢測(cè)電路可準(zhǔn)確檢測(cè)可控硅元件的導(dǎo)通或截止，同時(shí)，通過波形整形電路輸出的方波信號(hào)的上升沿和下降沿推算出可控硅的導(dǎo)通角，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，導(dǎo)通或截止檢測(cè)準(zhǔn)確可靠，導(dǎo)通角時(shí)刻準(zhǔn)確，應(yīng)用范圍廣。

圖1為傳統(tǒng)可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路的電路原理圖(以雙向可控硅為例)；圖2為本實(shí)用新型一實(shí)例的電路原理圖(以雙向可控硅為例)；圖3為圖2交流輸入端輸入的正常交流電壓u (t)波形圖；圖4是與圖3交流電壓u(t)對(duì)應(yīng)的雙向可控硅兩端的電壓Up(t)波形圖；圖5為與圖2中對(duì)應(yīng)的波形整形電路輸出電壓Vo⑴波形圖；圖6為本實(shí)用新型的另一整形電路實(shí)例；圖7為與圖6中對(duì)應(yīng)的波形整形電路輸出電壓Vo’ (t)波形圖。圖中開關(guān)電路1，雙向可控硅Tl，負(fù)載RL，RC阻容吸收電路電容Cl，RC阻容吸收電路電阻Rl，電壓采集電路2，橋式整流器二極管Dl，橋式整流器二極管D2，橋式整流器二極管D3，橋式整流器二極管D4，降壓電阻R2，濾波電容C2，光電耦合器ICl，波形整形電路 3，整形三極管Ql，偏置電阻R3，偏置電阻R4，控制單元4，觸發(fā)電路5。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。以下實(shí)例僅用于更加清楚說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。實(shí)施例1[0032]如圖2所示，為本實(shí)用新型的一實(shí)施例，一種可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路原理圖，包括開關(guān)電路1、電壓采集電路2、波形整形電路3、控制單元4和觸發(fā)電路5。開關(guān)電路1中包含串聯(lián)在交流輸入端之間的一雙向可控硅Tl和負(fù)載RL，雙向可控硅Tl和負(fù)載RL相串聯(lián)，RC阻容吸收電路電容Cl和RC阻容吸收電路電阻Rl串聯(lián)后并聯(lián)雙向可控硅Tl的兩端。雙向可控硅控制極連接觸發(fā)電路，觸發(fā)電路對(duì)雙向可控硅進(jìn)行正常的觸發(fā)控制。電壓采集電路2中包含由整流二極管D1、整流二極管D2、整流二極管D3和整流二極管D4組成的橋式整流器、濾波電容C2、降壓電阻R2以及光電耦合器IC1。整流二極管 Dl的陽極與整流二極管D2的陰極相連，連接至雙向可控硅Tl的一端(P1)，整流二極管D4 的陽極與整流二極管D3的陰極相連，通過降壓電阻R2連接至雙向可控硅Tl的另外一端 (P2)，整流二極管Dl的陰極與整流二極管D4的陰極相連，作為橋式整流器的正端輸出連接至光電耦合器ICl輸入的陽極，即光源發(fā)光二極管的陽極，整流二極管D2的陽極與整流二極管D3的陽極相連，作為橋式整流器的負(fù)端輸出連接至光電耦合器ICl輸入的陰極，即光源發(fā)光二極管的陰極，濾波電容C2并聯(lián)于橋式整流器的正負(fù)端輸出，即并聯(lián)于光電耦合器 ICl的輸入端。波形整形電路3中包含整形三極管Ql，整形三極管Ql選用NPN型三極管，整形三極管Ql的基極與光電耦合器ICl的集電極連接，由光電耦合器ICl控制整形三極管Ql的工作狀態(tài)，從而控制整形三極管Ql集電極的輸出信號(hào)為電壓方波Vo (t)。整形三極管Ql的集電極與CPU連接，整形三極管Ql集電極輸出的電壓方波Vo (t)進(jìn)入CPU，經(jīng)CPU存儲(chǔ)運(yùn)算，即可通過整形三極管Ql集電極輸出方波信號(hào)的上升沿和下降沿以及高、低電平時(shí)間推算出雙向可控硅的導(dǎo)通角和雙向可控硅的導(dǎo)通或者截止工作狀態(tài)。整形三極管Ql的基極通過一偏置電阻R3與參考工作電壓Vcc連接。整形三極管Ql的集電極通過一偏置電阻R4 與參考工作電壓Vcc連接。整形三極管Ql的發(fā)射極和光電耦合器ICl的發(fā)射極相連，連接至地。
以下結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的工作原理如圖2、圖3、圖4和圖5所示，交流輸入端的交流電壓u(t)(其波形如圖3所示) 加在開關(guān)電路1兩端，當(dāng)雙向可控硅Tl處于截止?fàn)顟B(tài)(即o-tl或者π -t2時(shí)間段)，雙向可控硅Tl的電阻處于無窮大，RC阻容電容C1、RC阻容電阻Rl和負(fù)載RL構(gòu)成串聯(lián)電路，雙向可控硅Tl兩端的電壓up (t)的計(jì)算公式如下Up(t) = (1/j ω Cl+Rl) (t) / (1/j ω C1+R1+RL) RL:為負(fù)載阻抗電壓up(t)波形如圖4所示，電壓up(t)經(jīng)過橋式整流器和濾波電容C2，輸入至光電耦合器ICl的光源發(fā)光二極，光電耦合器ICl的光源發(fā)光二極導(dǎo)通，光電耦合器ICl的受光器光敏三極管也導(dǎo)通，光電耦合器ICl的集電極輸出為低電平，整形三極管Ql截止，整形三極管Ql的集電極輸出電壓Vo⑴為高電平，輸出電壓Vo(t)的波形如圖5所示。當(dāng)雙向可控硅Tl處于導(dǎo)通狀態(tài)(即tl-π或者t2_2Ji時(shí)間段)，雙向可控硅Tl的電阻接近于零，雙向可控硅Tl兩端的電壓up(t)為低電平，電壓 ⑴波形如圖4所示，由于電壓up (t)為低電平，光電耦合器ICl的光源發(fā)光二極截止，光電耦合器ICl的受光器光敏三極管也截止，光電耦合器ICl的集電極輸出為高電平，整形三極管Ql導(dǎo)通，整形三極管 Ql的集電極輸出電壓Vo⑴為低電平，輸出電壓Vo⑴的波形如圖5所示。[0041]從圖5中可以看出，整形電路輸出電壓Vo (t)為方波信號(hào)，高電平持續(xù)時(shí)間為雙向可控硅Tl的截止時(shí)間，低電平持續(xù)時(shí)間為雙向可控硅Tl的導(dǎo)通時(shí)間，下降沿tl、t2為雙向可控硅Tl導(dǎo)通時(shí)刻，上升沿O、π為雙向可控硅Tl截止時(shí)刻，雙向可控硅的導(dǎo)通角為tl度或者(t2-Ji )度。因此，本實(shí)用新型的檢測(cè)電路通過測(cè)量輸出方波信號(hào)的高電平、低電平時(shí)間，檢測(cè)出可控硅的截止或者導(dǎo)通，通過輸出方波信號(hào)的上升沿和下降沿時(shí)刻，推算出可控硅的導(dǎo)通角和導(dǎo)通時(shí)刻。實(shí)施例2如圖6所示，在本實(shí)用新型的另一實(shí)例中，整形電路3中包含一整形三極管Q1，整形三極管Ql的基極與光電耦合器ICl的集電極連接，整形三極管Ql的基極通過一偏置電阻R3與參考工作電壓Vcc連接，整形三極管Ql的集電極與參考工作電壓Vcc連接，與參考工作電壓Vcc連接，整形三極管Ql的發(fā)射極通過一偏置電阻R4和光電耦合器ICl的發(fā)射極相連，連接至地。電路中其它部分與實(shí)施例1相同。整形后從整形三極管Ql的發(fā)射極輸出的數(shù)字信號(hào)為電壓方波Vo’(t)，并送入控制單元4進(jìn)行運(yùn)算處理，控制單元4通過計(jì)算整形后的電壓方波信號(hào)Vo’ (t)的高電平、低電平時(shí)間，檢測(cè)出可控硅的截止或者導(dǎo)通，通過輸出方波信號(hào)的上升沿和下降沿時(shí)刻，推算出可控硅的導(dǎo)通角和導(dǎo)通時(shí)刻。其電路原理和分析過程同實(shí)施例1相同，不同之處在于整形后的電壓方波Vo’ (t)從整形三極管Ql的發(fā)射極輸出，其波形與實(shí)施例1中的圖5整形電路輸出的電壓方波信號(hào)波形Vo (t)正好相反，如圖7所示。綜上所述，本實(shí)用新型的可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路能夠有效地避免開關(guān)電路中與可控硅兩端并聯(lián)的RC阻容吸收電路對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出可控硅元件的導(dǎo)通或截止工作狀態(tài)，同時(shí)能準(zhǔn)確計(jì)算出可控硅的導(dǎo)通角，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，導(dǎo)通或截止檢測(cè)準(zhǔn)確可靠，導(dǎo)通角時(shí)刻準(zhǔn)確，應(yīng)用范圍廣。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路，其特征是，包括連接在交流輸入端的開關(guān)電路，與所述開關(guān)電路相連的電壓采集電路，與所述電壓采集電路相連的波形整形電路，與所述波形整形電路輸出相連的、可對(duì)所述波形整形電路輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的一控制單元，與所述開關(guān)電路相連的觸發(fā)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路，其特征是，所述開關(guān)電路包括串聯(lián)在交流輸入端之間的一可控硅、與所述可控硅串聯(lián)的一負(fù)載。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路，其特征是，所述觸發(fā)電路與所述可控硅控制極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路，其特征是，所述可控硅兩端并聯(lián)RC阻容吸收電路，所述RC阻容吸收電路包含一 RC阻容吸收電路電阻和一 RC 阻容吸收電路電容，所述RC阻容吸收電路電阻和RC阻容吸收電路電容相串聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路，其特征是，所述電壓采集電路包括由四個(gè)整流二極組成的橋式整流器，所述橋式整流器輸入端通過一串聯(lián)的降壓電阻連接至所述雙向可控硅的兩端，所述橋式整流器的輸出端連接至一光電耦合器的輸入端，所述橋式整流器的輸出端連接至一濾波電容，所述濾波電容與所述光電耦合器的輸入端相并聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路，其特征是，所述光電耦合器的輸入端為光源發(fā)光二極管，所述光電耦合器的輸出端為受光器光敏三極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路，其特征是，所述的波形整形電路中包含整形三極管，所述整形三極管的基極通過一偏置電阻與參考工作電源連接，同時(shí)與所述光敏三極管的集電極連接，所述光敏三極管的發(fā)射極接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路，其特征是，所述整形三極管的發(fā)射極接地，所述整形三極管的集電極通過一偏置電阻與參考工作電源連接，所述集電極同時(shí)與控制單元連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路，其特征是，所述整形三極管的發(fā)射極通過一偏置電阻與地相連，所述發(fā)射極同時(shí)與控制單元連接，所述整形三極管的集電極接參考工作電壓。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)電路，屬于電路檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種可控硅控制的交流開關(guān)檢測(cè)電路，包括連接在交流輸入端的開關(guān)電路，與所述開關(guān)電路相連的電壓采集電路，與所述電壓采集電路相連的波形整形電路，與所述波形整形電路輸出端連接的、可對(duì)所述波形整形電路輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的一控制單元，與所述開關(guān)電路相連的觸發(fā)電路。本實(shí)用新型可準(zhǔn)確檢測(cè)出可控硅元件的導(dǎo)通或截止工作狀態(tài)，同時(shí)，通過波形整形電路輸出的方波信號(hào)的上升沿和下降沿推算出可控硅的導(dǎo)通角，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，導(dǎo)通或截止檢測(cè)準(zhǔn)確可靠，導(dǎo)通角時(shí)刻準(zhǔn)確，應(yīng)用范圍廣。
文檔編號(hào)G01R31/27GK202189120SQ201120285988
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者丁央舟, 吳金炳, 周榮, 張杰良, 惠濱華, 諶清平 申請(qǐng)人:蘇州路之遙科技股份有限公司