专利名称：一种获取可控硅过零同步信号及触发控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电控信号获取及控制的方法，尤其是获取可控硅过零同步信号及其触发控制的方法。
背景方法可控硅也叫晶闸管，其结构结构简单，控制方便，价格也不高。只要在其正负极加上相应的电压，又在控制极上施加导通触发信号，正负极之间就可导通，有电流流动。特别是双向可控硅只要控制极上有导通触发信号，两极间就导通，使用很方便可靠。在交流电路中常用作电源和电路的无触点开关，带负载。在应用于电容性负载的情况下，若施加在可控硅两正负电极的交流电与触发信号不同步时，由于电源施加在电容性负载上的瞬间，如果电压过高，会造成瞬间的合闸电涌流而使可控硅损坏，对电容性负载也会造成电流冲击秧及设备，造成经济损失。这是该技术领域上的共识。为此，该领域的相关人员经研究和实践，认为可控硅两端在电压过零的时候，触发导通可控硅是最好的选择，对可控硅和电容负载的伤害最小。
目前，可控硅过零同步信号获得的方法通常是采用半波整流，用一半波形经整形后输给单片机处理，然后由单片机输出触发信号到可控硅的触发极，尽量使可控硅在过零处导通。这种方法对于输入电压较高时，如220V以上，过零同步触发信号就比较准确，若输入电压较低时，如50V以下，过零同步触发信号的偏离就大。这主要是由于半波整流电路在电压低时出现的非线性特征所决定。显然适应性不好，而且，控制电路的电压高，元器件的耐压，相应也需要提高，成本也高，可靠性相对降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种获取可控硅过零同步信号及其触发控制的方法，能解决可控硅过零同步触发的问题，而且，与输入电压的高或低无关，保护可控硅及其负载免受电涌的冲击。
本发明包括以下步骤
(1)将施加于可控硅两端电极上正弦波电压正、负半波分别整形为对应的梯形波；(2)将所得正半梯形波的上升沿和负半梯形波的下降沿输入单片机系统进行分析运算，求出所述上升沿和下降沿之间所产生的波形宽度，或者把所得正、负梯形波的上升沿和下降沿经整形获得相应的方波后，再送到单片机系统进行分析运算，求出该方波的宽度；(3)单片机系统所求出波形宽的中点，即为可控硅过零同步信号的触发点；(4)用步骤3所获得的触发点向可控硅的控制极发出触发信号；(5)可控硅在过零点误差很小处导通。
上述方法可使可控硅在过零点处可靠触发，避免了导通瞬间的合闸电涌流的冲击，有效地保护了可控硅及其负载，特别是电容性负载，延长了它们的使用寿命，为用户节约了成本，提高经济效益。
图1所示，是实现本发明的电路原理图。
图2所示，是图1中相应各点的电压波形图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明作进一步说明。
在图1所示的实现本发明电路原理图中可知，由两个过零光耦器V1和V2分别与相应的电阻R1、R3及R2、R4构成两路半波整形电路。其中，取自双向可控硅两端电极L、A分别通过电阻R1、R2与两光耦器V1、V2的输入正极连接，还分别与交叉光耦器的输入负极连接。电阻R3、R4的一端接电源+Vc，另一端分别接两光耦器V1、V2的输出端，这两个输出端的电压分别为Ux和Uy。两过零光耦器V1和V2的两路输出电压Ux和Uy都输入与门电路G，该与门电路G的输出电压为UG作为单片机系统的输入信号。单片机系统的输出端与可控硅Kp的控制极连接。电容性负载C的一端与可控硅的一电极A连接，另一端接公共零线N。
图2所示，是图1中各相应点的电压波形图。图中，有可控硅KP两端电压ULA、过零光耦器V1和V2输出电压Ux、Uy，以及与门电路G输出电压UG的波形图。结合图1来看，图1的输入电压ULA为正弦波，正半波经过第一过零光耦器V1后在输出端得出电压Ux，其波形相应为梯形；负半波经过第二过零光耦器V2后在输出端得出电压Uy，其波形也为梯形，但方向与电压Ux的相反。两梯形波的电压Ux和Uy经过与门电路G，电压Ux的上升沿与电压Uy的下降沿使与门电路G输出电压UG，该电压UG的波形为方波。该方波电压UG输入到单片机系统中，经分析运算求出该方波的宽度，取其中点作为触点发信号，触发可控硅KP的控制极，使可控硅KP在过零处触发导通，其误差很小。这个触点信号的取得与施加在可控硅KP两端电压ULA的高低无关，这从图2的波形图中可明显辩出。在可控硅KP过零点处触发，使可控硅KP和负载，特别是电容性负载，避免了合闸电涌流的冲击，提高了可控硅KP和负载的可靠性和使用寿命。
在可控硅控制原理和实践中，我们还认识到，在图1中，不采用与门电路G，两梯形波的电压Ux和Uy直接输入到单片机系统中，利用这两个电压的上升沿和下降沿进行分析运算，求出相应上升和下降沿之间产生的波形宽度，再取其中点作为触发信号也是可行的，也能达到在可控硅KP在过零处触发的效果，这样做会使单片机系统的结构和程序复杂化。但是，这也是能使可控硅KP实现过零同步触发的一途径，也可采用。
权利要求
1.一种获取可控硅过零同步信号及其触发控制方法，其特征在于该方法包括如下步骤(1)将施加于可控硅两端电极上正弦波电压正、负半波分别整形为对应的梯形波；(2)将所得正半梯形波的上升沿和负半梯形波的下降沿同时输入单片机系统进行分析运算，求出所述上升沿和下降沿之间所产生的波形宽度，或者把所得正、负梯形波的上升沿和下降沿经整形获得相应的方波后，再送到单片机系统进行分析运算，求出该方波的宽度；(3)单片机系统所求出波形宽的中点，即为可控硅过零同步信号的触发点；(4)用步骤3所获得的触发点向可控硅的控制极发出触发信号；(5)可控硅在电压过零点误差很小处导通。
全文摘要
本发明公开了一种获取可控硅过零同步信号及其触发控制方法，它包括利用正弦波获得正负梯形波和通过单片机系统取得正负梯形波上升和下降沿之间产生波形的中点，作为触发可控硅触发信号。该方法可使可控硅在过零点处触发导通，避免了导通瞬间的合闸电涌流的冲击，有效地保护了可控硅及其负载，特别是电容性负载，延长了它们的使用寿命，为用户节约了成本，提高经济效益。适用于可控硅控制电路。
文档编号H03K5/1536GK1658504SQ200510018270
公开日2005年8月24日 申请日期2005年2月6日 优先权日2005年2月6日
发明者骆武宁 申请人:南宁微控高技术有限责任公司