[发明专利]微型化可控硅电路及装置

说明书

本发明属于变流技术领域。

本发明的目的是为可控硅装置的微型化解决下述技术问题。

现代可控硅技术已使工业和家用电器的电控装置的体积做的比较小，但要实现装置的微型化还存在一些技术问题。

传统的可以做得比较小的电路方案是图1所示的整流桥可控硅主回路方案，电源经整流桥可控硅到负载;从整流桥取出的同步电源经整形器到触发器，产生触发脉冲触发可控硅;控制电路电源经整流滤波器提供，此方案的缺点在于整形器要消耗相当的电能;本发明设想了一个如图2所示可以取代整流滤波器的贮能分离器。这个贮能分离器可以先将消耗在整形器中的电能贮存起来，再分别供给触发器和控制电路。图2中虚线框标出了本发明的独到之处。

图3是这一发明的实施例;图中由D_1-4构成了整流桥。电源经整流桥整流后，经可控硅K_p到负载构成主回路。同步电源由接在整流桥输出端的R₁降压取得。贮能分离器由一只以其基极b为同步电源和同步信号公共输入端的三极管BG₁和接在该管集电极C上用于贮能和滤波的电容C₂构成，在接通电源的初期，同步电源先经BG₁的b、c极整流，对C₂充电，在A、B两端也就是C₂两端建立起电压后，整形器DW开始整形，这时BG₁由整流工作状态过渡到射极跟随器;在经整形的同步信号控制下，再将存贮到C₂中的电能经C、e极供给BG₂、C₁、R₃构成的触发器和BG₃调节器。此时在e极输出的是经DW整形的同步信号，接触发器和调节器。在C极输出的是经DW稳压b、c极整流C₂滤波的稳压电源，提供控制电路电源。由此可以看出传统电路中消耗在DW中的大部分电能由于C₂两端电压不能突变都被存贮到C₂中再分别供给触发电路和控制电路。所以降压电阻R₁的内阻可以取得很大，使电路功耗较传统电路可降低5～10倍。为装置的微型化降低温升创造了条件，该电路在设置了接输入信号、控制电路和公共参考点的插口后即成为光电、温度、压力、延时、开关、恒流等多种控制执行的可控硅装置。

上述整流桥可控硅主回路方案的不足之处在于，在输出带电感性负载时，关断不可靠，防干扰能力差。采用半控桥可控硅主电路方案可以解决这一问题。传统的半控桥方案如图四所示，电源经半控桥可控硅主回路到负载，同步电源由同步变压器降压经整流器整流取得。此种供电方式，线路复杂，体积太大，成本高。本发明提出了一个如图5所示的供电方案，图中虚线框标出的是本电路发明的独到之处。设置了一个同步半桥，这个同步半桥与控制、触发电路、负载、及半控桥可控硅主回路中的二极管半桥构成同步电源回路。这个同步半桥回路可以用两只二极管或两只电阻构成。半桥的两端接电源。其公共接点为同步电源输出端。采用二极管半桥需设置一只降压电阻。见图7中D₁、D₂、R₁和R₁₂、R₁₃。

图6将上述两个电路发明进行了组合，见虚线框，可得到更好的微型化效果。图7给出了该发明的电路实施例。电源经KP_1-2、D_3-4组成的半控制桥到负载。同步电源是由R₁₂、R₁₃半桥或D₁、D₂半桥和R₁经DW、负载、D₃和D₁₄半桥构成的回路取得，贮能分离器BG₁、C₂将电能存贮后由b、c极输出稳压电源接控制电路，由e极输出同步信号接触发电路BG₃、C₁、R₃和调节器BG₂。为简化电路，主回路两只Kp的阴极和控制级均有一个公共点。电路按虚线联接，置直流输出端短接，将主回路、电源与负载串联接线，以控制交流负载。设置了接控制电路、输入信号和公共参考点的插口，成为调速、定转矩等多种控制执行的可控硅装置。

图8是一个用于恒功率调速的可控硅装置的发明。