一种基于光耦和可控硅的交流电加热控制及反馈电路的制作方法

1.本发明属于电子电路技术领域，涉及一种基于光耦和可控硅的交流电加热控制及反馈电路。


背景技术：

2.在传统加热控制电路中，因加热功率较大，往往是通过电磁继电器进行小电流对大电流的控制，但因电磁继电器是基于电磁效应控制机械触点通断，存在触点粘连的故障模式。且当在外部供电系统提供单相交流电作为加热电源的情况下，对交流电的检测反馈也较为困难。本电路基于光耦和可控硅控制交流电通断，同时设计有检测反馈电路，利用了可控硅无触点开关、可靠性高、小电流控制大电流的特点，对加热控制回路进行实时检测，为判断加热器通断情况提供依据。具有电路结构简单、稳定、可靠性高、功耗低、抗干扰能力强等特点。


技术实现要素：

3.本发明的目的是：利用一种基于光耦和可控硅的交流电加热控制及反馈电路，解决产品研制过程中当外部为交流电供电时，传统电磁继电器可靠性较低、交流电检测反馈困难的电路设计问题。
4.技术方案
5.一种基于光耦和可控硅的交流电加热控制及反馈电路，光耦n1触发端由dsp或单片机i/o口控制，当加热控制信号为高电平时，光耦n1触发端电流i＞i
触发
时，光耦输出端导通，可控硅v1的g级触发电流达到触发条件，t1*(12vac)和t2*接通，控制加热器开始加热，同时12vac通过t1*、t2*将后端反馈电路短路，此时加热反馈信号应为5v上拉的高电平；当加热控制信号为低电平时，t1*(12vac)和t2*截止，12vac流经后端反馈电路，经整流二极管d2半波整流后，与电阻r5、光耦n2发光二极管、加热器串联后形成触发电流，当光耦n2触发端电流i＞i
触发
时，光耦输出端导通，经电容c1、c2滤波后，加热反馈信号为稳定的低电平。
6.所述光耦n1的触发端电流由加热控制信号电压、限流电阻r1阻值、光耦n1发光二极管压降决定，当光耦n1触发端电流i＞i
触发
时，光耦输出端可导通，可根据要求进行选配。
7.所述可控硅v1的g级触发电流由交流电电压、限流电阻r2、r3阻值、光耦n1输出端导通压降决定，当流经g级的触发电流i＞i
触发
时，t1*、t2*接通，可根据要求进行选配。
8.所述光耦n2的触发电流由交流电电压、整流二极管、限流电路r4、r5阻值、光耦n2发光二极管压降决定，当流经光耦n2触发端电流i＞i
触发
时，t1*、t2*接通，可根据要求进行选配。
9.所述加热反馈信号电压由上拉电压5v、限流电阻r6、光耦n2输出端导通压降决定，可根据要求进行选配。
10.所述滤波电容c1、c2，因光耦n2触发端为正弦波整流后的半波，经光耦n2在上拉5v电压的条件下输出为方波，通过增加滤波电容c1、c2，使其在当光耦n2触发端导通时形成较
为稳定的低电平。
11.实际使用过程中应考虑可控硅v1和光耦n1、n2输出端导通压降和温度极限环境下触发电流条件，保证在高低温极限环境下限流电阻选型及电路设计仍可使其达触发条件。
12.所述开关元件中，光耦n1选型为gh3062，可控硅v1选型为jtks25-6。所述整流二极管d1选型为2cz103mz01，光耦n2选型为gh302-1。所述滤波电容c1、c2容值选型为10uf和0.01uf。
13.技术效果
14.本电路的优点是基于光耦和可控硅控制交流电通断，同时设计有检测反馈电路，利用了可控硅无触点开关、可靠性高、小电流控制大电流的特点，对加热控制回路进行实时检测，为判断加热器通断情况提供依据。具有电路结构简单、稳定、可靠性高、功耗低、抗干扰能力强等特点。解决了在产品研制过程中存在的当外部为交流电供电时，传统电磁继电器可靠性较低、交流电检测反馈困难的电路设计问题。
附图说明
15.图1为本发明电路原理图。
具体实施方式
16.下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下所述仅为本发明一部分实施例，非全部实施例。基于本发明实施例，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，都属于本发明保护的范围。
17.一种基于光耦和可控硅的交流电加热控制及反馈电路，主要用于当外部提供的加热电压为交流电的情况下，利用光耦、可控硅控制交流电通断，通过整流、光电隔离、滤波对产品内加热器通断情况进行实时检测反馈，对加热控制的有效性进行判断。具有电路结构简单、稳定、可靠性高、功耗低、抗干扰能力强等特点。
18.所述光耦和可控硅控制交流电通断的电路中，光耦n1触发端由dsp或单片机i/o口控制，当加热控制信号为高电平时，光耦n1触发端电流i＞i
触发
，光耦输出端导通，可控硅g级触发电流达到触发条件，t1*(12vac)和t2*接通，控制加热器开始加热，实现了小电流控制大电流、无触点开关控制的目的。
19.所述对交流电进行整流、光电隔离、滤波的检测反馈电路中，12vac交流电经整流二极管d1半波整流后，与电阻r5、光耦n2发光二极管、加热器串联后形成触发电流，当光耦n2触发端电流i＞i
触发
时，光耦输出端导通，经电容c1、c2滤波后，加热器检查信号为稳定的低电平。
20.所述加热反馈电路中，当dsp或单片机i/o口加热控制信号为高电平时，可控硅t1和t2级接通，将后端反馈电路短路，此时加热反馈信号应为5v上拉的高电平，反之当可控硅t1、t2级未接通时，交流电流经反馈电路回路，此时加热反馈信号应为低电平，不符时表示加热器故障。
21.所述开关元件中，光耦n1选型为gh3062，可控硅v1选型为jtks25-6。
22.所述整流二极管d1选型为2cz103mz01，光耦n2选型为gh302-1。
23.所述滤波电容c1、c2容值选型为10uf和0.01uf。
24.本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种基于光耦和可控硅的交流电加热控制及反馈电路，其特征在于，光耦n1触发端由dsp或单片机i/o口控制，当加热控制信号为高电平时，光耦n1触发端电流i＞i
触发
时，光耦输出端导通，可控硅v1的g级触发电流达到触发条件，t1*12vac和t2*接通，控制加热器开始加热，同时12vac通过t1*、t2*将后端反馈电路短路，此时加热反馈信号应为5v上拉的高电平；当加热控制信号为低电平时，t1*12vac和t2*截止，12vac流经后端反馈电路，经整流二极管d2半波整流后，与电阻r5、光耦n2发光二极管、加热器串联后形成触发电流，当光耦n2触发端电流i＞i
触发
时，光耦输出端导通，经电容c1、c2滤波后，加热反馈信号为稳定的低电平。2.根据权利要求1所述的一种基于光耦和可控硅的交流电加热控制及反馈电路，其特征在于，所述光耦n1的触发端电流由加热控制信号电压、限流电阻r1阻值、光耦n1发光二极管压降决定，当光耦n1触发端电流i＞i
触发
时，光耦输出端可导通，可根据要求进行选配。3.根据权利要求1所述的一种基于光耦和可控硅的交流电加热控制及反馈电路，其特征在于，所述可控硅v1的g级触发电流由交流电电压、限流电阻r2、限流电阻r3阻值、光耦n1输出端导通压降决定，当流经g级的触发电流i＞i
触发
时，t1*、t2*接通，可根据要求进行选配。4.根据权利要求1所述的一种基于光耦和可控硅的交流电加热控制及反馈电路，其特征在于，所述光耦n2的触发电流由交流电电压、整流二极管、限流电阻r4、限流电阻r5阻值、光耦n2发光二极管压降决定，当流经光耦n2触发端电流i＞i
触发
时，t1*、t2*接通，可根据要求进行选配。5.根据权利要求1所述的一种基于光耦和可控硅的交流电加热控制及反馈电路，其特征在于，所述加热反馈信号电压由上拉电压5v、限流电阻r6、光耦n2输出端导通压降决定，可根据要求进行选配。6.根据权利要求1所述的一种基于光耦和可控硅的交流电加热控制及反馈电路，其特征在于，所述滤波电容c1、滤波电容c2，因光耦n2触发端为正弦波整流后的半波，经光耦n2在上拉5v电压的条件下输出为方波，通过增加滤波电容c1、滤波电容c2，使其在当光耦n2触发端导通时形成较为稳定的低电平。7.根据权利要求1所述的一种基于光耦和可控硅的交流电加热控制及反馈电路，其特征在于，实际使用过程中应考虑可控硅v1和光耦n1、光耦n2输出端导通压降和温度极限环境下触发电流条件，保证在高低温极限环境下限流电阻选型及电路设计仍可使其达触发条件。8.根据权利要求1所述的一种基于光耦和可控硅的交流电加热控制及反馈电路，其特征在于，所述光耦n1选型为gh3062，可控硅v1选型为jtks25-6；所述整流二极管d1选型为2cz103mz01，光耦n2选型为gh302-1；所述滤波电容c1、滤波电容c2容值选型为10uf和0.01uf。

技术总结
本发明属于电子电路技术领域，涉及一种基于光耦和可控硅的交流电加热控制及反馈电路。本电路的优点是基于光耦和可控硅控制交流电通断，同时设计有检测反馈电路，利用了可控硅无触点开关、可靠性高、小电流控制大电流的特点，对加热控制回路进行实时检测，为判断加热器通断情况提供依据。具有电路结构简单、稳定、可靠性高、功耗低、抗干扰能力强等特点。解决了在产品研制过程中存在的当外部为交流电供电时，传统电磁继电器可靠性较低、交流电检测反馈困难的电路设计问题。馈困难的电路设计问题。馈困难的电路设计问题。


技术研发人员：文科 徐俊 彭泽友 王达
受保护的技术使用者：武汉航空仪表有限责任公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/3/21