[发明专利]双向晶闸管控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及双向晶闸管的控制，尤其涉及使用双向晶闸管于大功率电阻性时的驱动控制。

背景技术

有很多的采用小信号来控制采用交流市电供电的大功率设备的双向晶闸管应用，如灯光调节，电扇和咖啡机等。要有效地控制三端的双向晶闸管，需要在其门电极上提供触发脉冲，以保证与负载相连的两端于市电过零时保持导通。要实现持续的导通，在电流到零的时候，需要提供接续的触发脉冲并维持到下一个交流周期的到来。对电流接近零的时机的探测，也称为过零检测。

在控制大功率设备的情况下，如电加热器，在过零点附近精确控制双向晶闸管的触发对于降低市电的失真和电磁干扰很重要。为了满足这方面的要求，比如欧洲标准，现有的过零检测大都采用专用电子器件，如：光藕双向晶闸管驱动器，运算放大器或比较器之类来与微处理器进行配合，这些实现方式，成本相对较高。

发明内容

本发明的目的在于，采用由普通元器件和微处理器构成的电路，结合新颖的驱动算法来实现的成本低廉的、电磁干扰低的、诸如电热水器之类的大功率电阻性设备的双向晶闸管驱动。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案包括，提供一种双向晶闸管控制方法，通过构建包括一过零检测电路和一微处理器的电路来实现对带电阻性负载的双向晶闸管门极控制，该微处理器包括一定时器，包括的步骤：

a.使所述过零检测电路，在双向晶闸管的与负载相连的两端上的交流电在由正半波向负半波转化过程中、实际过零之前，于一设定的时间范围内，向所述微处理器提供过零通知信号；

b.使所述微处理器于接收到过零通知信号后，向双向晶闸管的门极提供第一触发脉冲，对应交流电由正半波向负半波或由负半波向正半波转化过程中的过零，启动定时器对该第一触发脉冲的宽度进行定时，置状态标志为第一状态；

c.使所述微处理器于定时器的定时时间到的时候，判断状态标志：

若为第一状态，则结束第一触发脉冲的提供，并启动定时器对第二触发脉冲的启动时机进行定时，置状态标志为第二状态；

若为第二状态，则使所述微处理器向双向晶闸管的门极提供第二触发脉冲，对应交流电由负半波向正半波转化过程中的过零，启动定时器对该第二触发脉冲的宽度进行定时，置状态标志为第三状态；

若为第三状态，则结束第二触发脉冲的提供，并清状态标志，返回步骤b。

可见，过零检测电路实际在交流电的一个完整周期内，只检测一次过零，另一次过零是由微处理器通过内部定时器来推定的。这样，可大大简化过零检测的复杂程度，降低实现成本。

第一脉冲和第二脉冲的宽度取决于双向晶闸管的电气特性。对于电阻性负载时，脉冲宽度一般可短至400微秒。短的脉冲可以减少整体电流需求而不影响性能，还可以使用更低廉的元器件，进一步减低成本。

使所述过零检测电路包括一整流二极管，一第一电阻，一稳压二极管，一电容和一第二电阻，所述整流二极管的正极与被检测的交流电的一端相连，该整流二极管的负极与第一电阻的一端相连，该第一电阻的另一端与所述稳压二极管的负极、电容的一端以及第二电阻的一端相连，该稳压二极管的正极、电容的另一端以及第二电阻的另一端与被检测的交流电的另一端相连；

使所述第一电阻与所述稳压二极管的负极、电容的一端以及第二电阻相连的一端与所述微处理器的输入管脚相连。

所述微处理器包括一外部中断处理电路，使该微处理器的与所述过零检测电路相连的输入管脚为该外部中断处理电路的输入管脚。

所述设定的时间范围由所述电容和第二电阻确定，使所述电容通过第二电阻放电到所述微处理器的输入触发电平之时与交流电实际过零之时吻合。

进一步地，本发明为实现上述目的所采用的技术方案还包括，生产制造一种实现上述方法的双向晶闸管控制装置。

与现有技术相比，本发明的双向晶闸管控制方法及装置，成本低廉，电磁干扰低。

附图说明

图1是本发明的双向晶闸管控制方法及装置实施例的原理图；

图2是本发明实施例中过零检测电路图；

图3是本发明实施例中微处理器外部中断处理流程图；

图4是本发明实施例中微处理器定时器中断处理流程图；

图5是本发明双向晶闸管控制方法及装置实施例时序图。

具体实施方式

以下结合附图所示之最优实施例，对本发明作进一步详尽说明。

本发明的双向晶闸管控制方法及装置实施例，如图1至图4所示，包括直流电源1、过零检测电路2、微处理器3，用以对带电阻性负载4的双向晶闸管T的门极进行控制。