[发明专利]可控硅驱动电路及其驱动方法

说明书

本发明公开了可控硅驱动电路及其驱动方法。可控硅驱动电路包括MCU芯片U1、过零信号电路、可控硅触发电路，所述可控硅驱动电路用于驱动发热元件Heater。低压隔离光耦B1与市电的L线之间接入电荷保持电路。本发明公开的可控硅驱动电路及其驱动方法，通过巧妙设置电荷保持电路，实现在多类型故障状态下的可控硅驱动自动保护，避免高温灼烧等安全隐患；通过MCU芯片的内部定时器延时输出可控硅触发时间基准，修正过零信号延时；通过将可控硅的触发时间分解为多个短时触发片段，保证电路触发的可靠性，同时降低电磁辐射。

技术领域

本发明属于半导体功率驱动技术领域，具体涉及一种可控硅驱动电路和一种可控硅驱动电路驱动方法。

背景技术

参见附图的图1，图1示出了传统的经典可控硅驱动控制方案。具体地，当过零信号ZeroCross_in提前到达时,MCU接收到信号后立即发出低电平触发信号SCR2，驱动过零光耦MOC3041打开，接通外围的功率电路。

然而，上述传统驱动方案存在缺陷，简述如下。由于控制芯片发出错误的触发信号、芯片程序运行暂停/损坏等驱动信号故障情况，导致触发信号SCR2长时间维持低电平时，可控硅会始终处于导通状态，导致外围的功率电路失控，甚至存在电机飞车、加热器灼烧发生火灾等事故隐患。

因此，有必要研发出一个能够在系统调试、芯片故障、程序故障等故障情况下自动关闭可控硅的安全触发电路。

发明内容

本发明针对现有技术的状况，克服上述缺陷，提供一种可控硅驱动电路和一种可控硅驱动电路驱动方法。

本发明采用以下技术方案，所述可控硅驱动电路包括MCU芯片U1、过零信号电路、可控硅触发电路，所述可控硅驱动电路用于驱动发热元件Heater，其中：

所述过零信号电路的强电侧电路结构包括电阻R45、电阻R46、整流二极管D1、低压隔离光耦B1，所述电阻R46的一端通过整流二极管D1接于电阻R45的一端，所述电阻R45的另一端接于市电的N线，所述电阻R46的另一端接于低压隔离光耦B1的输入端，所述低压隔离光耦B1与市电的L线之间接入电荷保持电路；

所述可控硅触发电路包括可控硅TRI1、电阻R14、限流电阻R4、低压隔离光耦B2和电阻R48，所述可控硅TRI1的T2端接于发热元件Heater，所述可控硅TRI1的T1端接于电荷保持电路，所述可控硅TRI1的T1端同时通过电阻R14接于可控硅TRI1的G端，所述可控硅TRI1的G端通过限流电阻R4接于低压隔离光耦B2的第1端，所述低压隔离光耦B2的第3端通过电阻R48接于MCU芯片U1的控制端口。

根据上述技术方案，所述电荷保持电路由稳压二极管D6和电容C2并联组成，该电荷保持电路用于向可控硅触发电路提供在有限时间内驱动可控硅TRI1的电荷，上述电荷保持电路向可控硅触发电路提供的电荷以有且仅有在1个至10个交流周期以内触发可控硅TRI1为限；

所述整流二极管D1和低压隔离光耦B1既构成上述电荷保持电路的充电电路，同时也构成高压电流过零信号发生电路，，使得充电电流仅在交流电压的正半周产生，同时过零信号也仅在交流电压的正半周产生，负半周电路截止。

根据上述技术方案，所述过零信号电路的弱电侧电路结构包括电阻R3、电阻R5和三极管Q3，所述电阻R3的一端接于低压隔离光耦B1的第2端，所述电阻R3的另一端接于三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极同时接于MCU芯片U1的信号输入端和电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端接地。

本发明专利申请还公开了一种可控硅驱动电路驱动方法，包括以下步骤：

步骤S1：在市电L线和N线的两端同时施加交流电压以在过零信号电路的弱电侧形成具有滞后过零点Δt滞后时间的过零信号；