[发明专利]一种用于可控硅关断的检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及属于可控硅变流技术领域，特别是涉及一种用于可控硅关断的检测电路。

背景技术

可控硅作为电力电子技术发展最早和最成熟的器件，至今仍有广泛的应用。其控制方式通常有移相触发控制和过零开关控制两种。其中移相触发控制适用于大功率整流电源、电动机软启动、可调光照明等场合；而过零开关控制则适用于电子调温器、电子式稳压电源等的调节场合，让其在几个周波内导通或关断，从而达到调节输出功率、输出电压的目的。

可控硅过零开关控制一般分为电压过零和电流过零两种方式。

(1)电压过零方式

一般以同步电压过零点作为触发电路的相位基准，其通过测量同步电压过零的时刻，并以此点作为单片机计算可控硅触发相位角的起始点。检测一个正弦电压信号的过零点方法很多，最简单的方法就是测量电压的极性变化，也可以使用比较器或其它电路来检测，因此方法简单、应用较多。

常见的电压过零检测电路原理图如图1所示。

对于纯阻性负载，输出电压、电流同相位，其波形如图2所示。

对于感性负载，输出电压超前输出电流，即不同相位，其波形如图3所示。

对于容性负载，输出电压滞后输出电流，即不同相位，其波形如图4所示。

由于交流稳压电源的负载绝大部分是非线性负载，即电压与电流不同相，如果可控硅的切换方式采用电压过零检测方法，往往会产生比较大的励磁电流，这样容易损坏可控硅器件。同时如果输入电压波形畸变严重，也会使电压过零检测电路工作不稳定，从而影响可控硅的切换；故电压过零检测方式更适于电阻负载场合使用，不适于非线性负载场所使用；更适于输入电压波形较好的环境使用，不适于电压波形失真严重的场合使用。

(2)电流过零方式

电流过零检测方式是将通过可控硅的电流信号转化为电压信号，再按电压过零检测的方法进行检测，采用此种检测方法时需要在负载上串联一个采样电阻，或在负载电流较大时采用电流传感器来获取电流信号，然后再经过放大及电平变换，再传递给检测判断电路进行分析判断。

常见的电流过零检测电路原理图如图5所示。其中UA、UB端接电流采样电阻两端或电流互感器两端。

对于整流性负载，当输入为正弦电压时，整流电路的输入电流为脉冲形式，因此整流电路只在正弦半波峰值附近的一段时间内才会导通，如图6所示，而且负载轻重不同时，该电流脉冲的宽度也在变化，出现电流同步信号随负载大小变化的现象，这将导致同步信号的起止时刻位置不固定、不稳定，控制电路不好确定下一个触发信号的发出时刻，因此可控硅触发也不易稳定，系统工作不可靠。

对于多脉冲整流电路，整流电路的输入电流为三次以上的谐波形式。如图7所示，由于在一个工频周期内出现多个电流零点或峰值，因此电流过零检测时可能出现多个过零时刻，从而导致后续的判断比较电路不能准确识别出真正的触发时刻，结果使可控硅不能稳定工作。

由于交流稳压电源的实际负载大多为非线性负载，如整流滤波负载等，负载电流波形畸变严重，使得检测电路难以准确检测出电流过零点；此时，如果可控硅的切换方式采用电流过零检测方法，可能出现错误可控硅的切换，因此可靠性不高；故电流过零检测方式适应于负载电流波形畸变不严重(不影响电流过零点的判别)的场合使用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种使得可控硅在各种情况下都可以可靠稳定地工作，从而能够显著提高交流稳压电源可靠性的用于可控硅关断的检测电路。

为了达到上述目的，本发明提供的用于可控硅关断的检测电路其组成包括：输入电路B1、比较器电路B2和输出电路B3；所述的可控硅T为双向可控硅元件，作为检测对象，可控硅T的门极与电阻器R2的一端相连接，电阻器R2的另一端接直流门极控制信号Vk，可控硅T的阳极与电阻器R1的一端相连接，电阻器R1的另一端接输入的交流电压信号Vi，可控硅T的阴极与地线相连接；其中：

输入电路B1、比较器电路B2和输出电路B3；所述的可控硅T为双向可控硅元件，作为检测对象，可控硅T的门极与电阻器R2的一端相连接，电阻器R2的另一端接直流门极控制信号Vk，可控硅T的第二阳极与电阻器R1的一端相连接，电阻器R1的另一端接输入的交流电压信号Vi，可控硅T的第一阳极与地线相连接；其中：

输入电路B1为输入信号Vt的信号整形与输入保护电路，其输入端与可控硅T的第二阳极相连接，输出端与比较器电路B2的输入端相连接；