[发明专利]一种用于三相交流调压与整流的全数字可控硅控制器芯片

说明书

技术领域

本发明涉及可控硅控制电路，尤其涉及一种用于三相交流调压与整流的全数字可控硅控制器芯片。

背景技术

在现有技术中，电力电子技术是电工技术的一个重要分支，可控硅(晶闸管)控制器是其中核心技术之一，至今已经历了几个发展阶段：

(一)20世纪60～70年代的模拟电路(分立器件)阶段；

(二)20世纪80年代的模拟集成电路阶段：此阶段实现了分立器件的集成，但本质上仍是模拟信号控制。如国产的KJ系列可控硅专用模拟集成电路控制器、德国西门子TCA系列可控硅专用模拟集成电路控制器等，其采用的技术都是通过移相电压与锯齿波电压综合比较实现可控硅触发脉冲的形成与调节；

(三)20世纪90年代的准数字集成电路阶段：为追求触发脉冲的高精度和高对称性，此阶段实现了集成电路内部的部分数字化设计，但接口仍沿用了模拟控制方式，如KC系列、TC系列等，而可控硅控制信号本质上是一种离散量，完全可以由数字信号来实现；也就是说，可控硅控制电路从20世纪80年代之前的模拟电路(分立器件)时期，经历了80年代后的数模混合集成电路时期，完成了至今准数字化的转变。国内外可控硅准数字化控制芯片种类很多，但在原理上大多仍局限于锯齿波比较或改变外加时钟频率的模拟电路范围，很难实现数字化精确控制，仍然不是现场应用中的理想产品。

目前，国内外数字化可控硅控制电路普遍采用工业级单片机等通用微处理器或可编程逻辑器件来实现。该类数字控制器虽然弥补了上述可控硅控制芯片的不足，但仍存在成本高，需要重复开发，控制精度低等问题。因此在现有技术中，缺乏一种用于三相交流调压与整流的全数字可控硅控制器芯片，以解决现有技术的缺陷。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明通过提供一种运用专用集成电路设计(ASIC)技术，结合高精度的三相可控硅交流调压及可控整流控制方案，研制与开发出一款用于三相交流调压与整流的全数字可控硅控制器芯片。

所述芯片是可控硅专用集成电路控制器，具有触发脉冲形成与调制、相序自适应、故障自动保护、实时电网频率测量等功能。所述芯片采用通用的IIC数字接口，方便实现电力电子的控制自动化。用户可通过所述芯片的通用数字接口实现对所述控制芯片的配置和精确控制。

为了实现上述目的，本发明所述一种用于三相交流调压与整流的全数字可控硅控制器芯片采取的技术解决方案是：本发明所述一种用于三相交流调压与整流的全数字可控硅控制器芯片，其内部结构由分频电路(DIV)、复位电路(RESET)、IIC_SLAVE控制电路(IIC_SLAVE)和可控硅触发电路(SCR_CTRL)四部分组成。所述分频电路分别与IIC_SLAVE控制电路和复位电路双相连接，所述复位电路分别与IIC_SLAVE控制电路和可控硅触发电路连接，所述分频电路和IIC_SLAVE控制电路分别与可控硅触发电路相连接，所述分频电路接收及输出时钟信号(Xtal1)、时钟信号(Xtal2)，所述IIC_SLAVE控制电路接收IIC总线时钟输入信号(Scl)及IIC总线数据输入输出信号(Sda)，所述复位电路接收复位输入信号(Rest_n)，所述可控硅触发电路分别接收过零点同步输入信号(Szcp)和自然换相点同步输入信号(S1 S2 S3)并输出触发脉冲信号(P1 P2 P3 P4 P5 P6)。

所述分频电路(DIV)用于根据用户在寄存器fm中写入的配置信息，完成对应频率的输出脉冲调制，同时向复位电路、IIC_SLAVE控制电路和可控硅触发电路提供芯片内部时钟信号(clk)。

所述复位电路(RESET)用于对输入的复位信号进行消抖处理，即对小于或等于2个时钟周期长度的外部复位信号进行滤除，同时向分频电路、IIC_SLAVE控制电路和可控硅触发电路提供芯片内部复位信号(rst)。