[发明专利]可控硅控制方法和设备

说明书

本发明涉及可控硅控制方法和设备，特别是涉及可控硅触发的数控方法及相应的设备。

现有的各种可控硅控制方法通常采用模拟信号控制或产生触发脉冲，或者，把数字信号经数/模转换后再用于控制或产生触发脉冲，在美国专利US54435677和中国专利申请85205036中公开了两种可控硅稳压器。但是，迄今为止，还未见有将数字信号直接用于控制可控硅的触发，这样，各种数字设备、数字计算机等与可控硅设备无法直接连接，在使用中带来了不便。

此外，涉及到具体的触发方式，已有技术中通常采用移相触发或过零触发，前者对电讯设备干扰很大，后者虽然具有许多优点，但输出电压随时间分布不如前者均匀。

本发明的目的之一是提出一种采用数字信号直接控制可控硅触发的方法;

本发明的另一目的是提出一种采用上述方法的可控硅控制设备。

在本发明中，可控硅的触发方式为过零触发，通过产生和控制触发脉冲，使可控硅按一定规律交替导通360°或180°，产生波形为若干个全波和半波复合而成的输出，这一方法包括：

1.从电源取得一同相位、同频率的低压交流信号;

2.对上述低压交流信号的波形进行变换，得到一上升沿和下降沿与交流信号的零点相对应的基准矩形波;

3.按上述基准矩形波的上升沿或下降沿对其进行2、2²、2³、……2ⁿ分频操作，连同上述基准矩形波，共得到n+1个不同频率的矩形波;

4.对每一个矩形波进行微分，产生与其对应的脉冲信号;

5.用一组数字信号与步骤3中的上升沿或下降沿相对应地选择若干路脉冲信号的负脉冲或正脉冲;

6.对所选择的负脉冲或正脉冲进行逻辑“或”运算，得到用于触发可控硅的触发脉冲。

在本发明中，触发脉冲与电源同步，而且每一触发脉冲对应于电源的过零点，因此，可控硅为过零触发，导通角至少为180°，连续两个触发脉冲可使可控硅导通360°。由于触发脉冲来源于各路不同的脉冲信号，因此数字信号对于脉冲信号的不同选择也就产生了不同的触发脉冲，由此在负载上得到不同的电压，实现了电压调节。

数字信号可以来源于外部设备，如计算机和数字仪表等，或者，也可以利用一组控制开关产生。

显然，上述方法中的每一步骤可以利用现有的技术手段来实现，在图1中画出了用于实现上述方法的可控硅控制设备的一般框图。电源直接送至电压变换器降压，然后由过零比较器把正弦或余弦波变换为矩形波，并用多路分频器对其进行多路分频，再由多路微分器对每一矩形波进行微分，得到的脉冲信号经数控选择后送至逻辑“或”运算器，进行或运算，最后产生触发脉冲。

由此可见，本发明实现了用数字信号控制可控硅的触发，作为一种新的方法，为可控硅设备与计算机等数字设备的连接提供了方便，而且结构简单，又降低成本，由于采用了过零触发方式，因此对电网不会带来公害，而且，在本发明中，负载上的电压随时间分布也比较均匀。

图1是本发明的一般方框图;

图2是本发明的一个实施例的方框图;

图3是该实施例中过零触发器的线路图;

图4是该实施例中七位二进制串行分频器至八输入端或门的线路图;

图5是该实施例中输出放大器的线路图;

图6、图6A至图6E是描述各点波形的同一幅波形图;

图7是可控硅及其负载的连接图。

在附图中，由相同的标号表明的线端均互相连接。

下面结合附图给出本发明的一个例子。

首先参见图2，按照本发明提出的方法，本例中的可控硅控制设备包括变压器、过零比较器、七位二进制串行分频器、八位微分网络、八位与非门控制器、八输入端或门以及一个输出放大器。图1中的电压变换器可以用各种装置实现，例如变压器或电阻分压器，它与电源直接相联，输出一低压交流信号，同时保持相位和频率不变。在本例中，采用一个变压器将电源电压降至5伏左右送至过零比较器。