[发明专利]一种全隔离微型高压固态调功控制器

说明书

本发明公开了一种全隔离微型高压固态调功控制器，包括同步降压变压器、调功控制板和MOS执行板，其中，同步降压变压器将3000V交流电降压至10V交流电输入所述调功控制板，再由所述MOS执行板进行周波调功；调功控制板包括电源处理隔离模块、过零检测模块、隔离485模块和MCU，MCU与电源处理隔离模块、过零检测模块和隔离485模块分别连接，同步降压变压器将10V交流电输入过零检测模块后输入MCU，电源处理隔离模块的输入为12V直流电，输出为3.3V和5V的直流电。本发明能够实现在高交流电压下的功率调节控制，体积小，采用固态调压，无触点，响应快，能够在工业现场通过RS485总线进行组网控制。

技术领域

本发明属于电子电路领域，涉及一种全隔离微型高压固态调功控制器。

背景技术

固态调功器是集功率控制和断路器于一体的固态元器件，具有无触点、无电弧、响应快、可靠性高以及便于计算机远程控制等优点。近年来，随着工业控制功率的增大，对高压功率控制的需求日趋增加，但市面上的高压调功器不仅匮乏而且体积大，无法在空间狭小的地方安装，极大限制了设备的小型化和可移动化。

一些探测设备如南极冰下湖无污染探测器，不仅内部安装空间狭小而且还需要进行大功率加热控制，为了减少传输损耗采用高电压供电加热，然而市面上的调功设备无法满足需求，体积小的无法控制高电压，可以高压调功的又体积过大，基于上述背景开发设计了本调功控制器。

现有的高压调功技术普遍使用类似变压器调节的原理，即在副边放置一个可活动的电刷，通过调节电刷位置从而调节输出电压，存在电刷以及巨大的铜芯，多使用机械式旋钮调节。因此现有技术不仅体积大，而且电刷引入了导电触点，工作过程中可能会有电火花产生或者接触问题。此外，现有技术还存在不智能、不能组网、不能远程控制的不足。

发明内容

为解决上述问题，本发明的技术方案为：一种全隔离微型高压固态调功控制器，

包括同步降压变压器、调功控制板和MOS执行板，其中，所述同步降压变压器将3000V交流电降压至10V交流电输入所述调功控制板，再由所述MOS执行板进行周波调功；

所述调功控制板包括电源处理隔离模块、过零检测模块、隔离485模块和MCU，MCU与电源处理隔离模块、过零检测模块和隔离485模块分别连接，同步降压变压器将10V交流电输入过零检测模块后输入MCU，电源处理隔离模块的输入为12V直流电，输出为3.3V和5V的直流电；

所述MOS执行板包括隔离控制接口、电流采样隔离模块、温度检测模块、保险丝、MOS及吸收回路；所述MOS及吸收回路与隔离控制接口、电流采样隔离模块和保险丝分别连接；所述隔离控制接口将MCU与MOS及吸收回路进行隔离连接；所述电流采样隔离模块将MOS及吸收回路的电流进行采样输出给MCU；所述温度检测模块对MOS执行板的温度进行采样并输出给MCU。

优选地，所述过零检测模块包括运算放大器LM158和双/单稳态触发器CD4098，运算放大器LM158对交流电每一正半周的起始零点处产生上升沿，并在正半周回零处产生下降沿，输出脉冲宽度为180°的方波，方波进入双/单稳态触发器CD4098，在方波上升沿与下降沿产生由电容与电阻共同确定脉冲宽度的脉冲，这两个脉冲序列经或门74VHC1G32相或后得到过零脉冲。

优选地，所述电流采样隔离模块包括光电耦合器HCNR200进行线性光耦隔离，运算放大器TS321ILT进行信号调理。光电耦合器HCNR200工作在光电压模式下，前级放大器和耦合器内部的光电管形成闭合负反馈电路，使之线性变化，后级放大器则进行I/V转换，将电流转换为电压输出。

优选地，MOS使用导热硅脂粘贴在铝基板上，共同组成MOS执行板，同时作为底板用于散热。

优选地，所述电源处理隔离模块包括F1205XT-1WR2芯片进行隔离。