[发明专利]自动跟踪可控硅准电流过零触发控制方法和电路

说明书

一种自动跟踪可控硅准电流过零触发控制方法和电路，用电压/电流传感器跟踪可控硅导通“0”、关断“1”的方法提取控制信号，并且对提取的信号进行处理后，控制触发双向可控硅或由两个单向反接的可控硅的方法，使可控硅无论是在电阻负载、电感负载还是电容负载中都能够实现可控硅在电流过零点附近进行转换。其优点是抗干扰能力极强、没有电流转换时的冲击，没有过电压的产生，没有电流电压换相时的时间间断，没有干扰辐射源的产生，不改变电路的功率因数，既提高了可控硅运行的可靠性，又使可控硅和设备安全、稳定、可靠的工作和运行。

技术领域

本发明涉及一种自动跟踪可控硅准电流过零触发控制方法和电路，主要用于双向可控硅或由两个单向可控硅反接组成的换相和转接电路中的可控硅在电流过零时的通断转换控制。

背景技术

在交流电路中，电压、电流每半周要自然过零一次，如果电压过零或者电流过零瞬间接通或断开，将输出完整的正弦波。这种开关式的控制方式与相位式的控制方式（控制角在0～π范围）相比，由于可控硅输出的是连续完整的正弦波，不存在波形畸变、避免了大量谐波干扰和功率因数变化等问题，在需要整周波控制的电路中，能够达到连续控制的效果，因此具有性能好、用途广、不产生“电网公害”等优点。

这种电压过零触发或者电流过零触发可控硅的控制方法，在无触点换挡调压、调光、调功、电动机正反转动转换、电机无极调速控制等领域得到了广泛的应用。在上述这些应用中，这两种常用的触发控制方式：一种是从电压源获取电压波形过零的同步触发控制方式，另一种是通过电流互感器、回路串联电阻、二极管取样、光电管取样、计算机取样等方法检测电流过零点时的电压信号获取电流过零的同步触发控制方式。用现有这两种电压和电流过零点的信号取得同步脉冲方法控制可控硅导通和截止，都存在不同的不足或弊端，分别说明如下。

1、电压过零触发控制方式：

可控硅交流无触点电压过零控制在电阻性负载中得到了广泛的应用，常用的电热阻性负载由于流过可控硅的电流与电压的相位是一致的，就是说阻性负载中电压过零时，同时电流也过零，电流和电压等相位，过零的相位交换点非常平滑，这时电压过零触发方式其性能十分优良、工作可靠，在电阻类负载中得到了非常广泛的应用。

但是在感性负载时, 电路对可控硅的触发控制要求比较严格, 如果采用电压过零触发方式, 在可控硅电压过零时关断可控硅，由于电感负载时在电压过零时，可控硅流过的电流滞后于电压，电压过零了但电流还在继续流通，这时则会出现一些不同于电阻负载的新情况。这就使得在电感负载工作时不能够可靠使用电压过零的触发方式工作。

a、感性负载在电压过零时由于电流的相位滞后，在其电压过零时流过可控硅的电流还没有结束，这时会出现两个可控硅同时打开，造成两个可控硅电流短路而瞬间损坏可控硅。如果短路时间短或者可控硅的电流过载余量大，则前面导通的可控硅瞬间关断产生的冲击电流也会出现很大的冲击电流，这个冲击电流会产生很高的峰值电压，这个峰值电压往往超过可控硅的击穿电压，这个电压能量较大时，仅靠一般的阻容吸收是远远吸收不掉的，有时就要借助大电流、高电压的压敏电阻进行吸收。我们都知道，再大的压敏电阻吸收电流的次数也是非常有限的，尤其是吸收的电流越大，其吸收次数的寿命越短。反复出现过流过压的现象时，靠压敏电阻吸收大能量的峰值是非常不可靠的。

b、变压器类感性负载在电压过零时关断可控硅，由于电流的相位滞后于电压，在可控硅电流没有过零时前一可控硅不能关断，待其电流结束后需要被打开的可控硅又错过了打开的触发时间，这时候就会出现丢失半个电源周波情形出现，由于丢掉了半个正波或者半个负波，待到下一个半波到来时会重复前可控硅的电流相位，造成变压器减少了一个反向励磁半波，这时变压器就会单向半波重复励磁，使得双向励磁工作的变压器直流偏磁产生过饱和，这种现象就是常说的半波整流现象，过饱和严重时近似于变压器短路，其结果会造成变压器或者可控硅的同时烧毁。

2、电流过零点的同步不稳或同步跟踪的丢失：