[发明专利]用于衰减谐波电流的电路

说明书

本发明涉及一种用于一种衰减谐波电流的电路。更具体地，本发明涉及一种采用三端双向可控硅开关控制交流电的开关，用于衰减在负载中生成的谐波电流的电路。

在使用交流电的从家用电器到工业设备的所有负载中会生成谐波电流。然而，谐波电流会使交流电发生波动，缩短电器的使用寿命。而且，现有技术的使用三端双向可控硅开关的用于控制交流电的开关的电路不能有效地衰减谐波电流，从而使得开发高质量的电器变得困难。

具体地，通常在家用电器中所用电流的波形包括有谐波电流。随着在电力系统中使用更多的电设备，这一问题被复合。因此，在电力系统中产生严重的中断。

下面将描述使用三端双向可控硅开关的用于开关交流电的现有技术的控制电路。

三端双向可控硅开关是可在一交流电路中使用的作为一双向可控硅的三极交流开关的缩写。由于三端双向可控硅开关是可在双向上，即交流电源的正向和负向上被接通的电子装置，通过正或负门信号，三端双向可控硅开关被采用以控制使用公用频率的交流电。

交流电在每个周期具有两个零电压点。因此，如果三端双向可控硅开关被接通一次，它在近似零电压点处由其自己自动断开。因此，在交流控制电路中，即使该三端双向可控硅开关未被强制断开，如在直流电路中一样，该三端双向可控硅开关及该交流电路在一新的接通操作未被启始的状态中自动断开。然而，为保持该交流电路的断开状态，在交流电的每半个周期，触发电压必须被输入该电路。

而且，由于该三端双向可控硅开关为一半导体装置，在一接通状态中，电压降所致的损耗不可避免。但是，由于该三端双向可控硅开关可通过小量的门电流被双向地接通，该三端双向可控硅开关被广泛地在真空吸尘器、洗衣机、冰箱、微波炉、电动工具、小电机及其它在家庭、办公室中使用的和用于工业用途的电设备中用作为一控制公共频率交流电的装置。

而且，随着电子工业的进步，该三端双向可控硅开关更多地在例如微机和VLSI的设备中被用作为主交流电开关装置。随此趋势，对限制电子设备中谐波电流存在的限定被扩大。恰当的例证为1996年1月1日颁布了欧洲联盟对二次至四十次谐波的规定。

尽管存在有其它的减少交流电路中的谐波电流的生成的装置，三端双向可控硅开关继续得到广泛地使用，因为它与其它装置相比具有价格便宜的优势。

由于上述的各种原因，促使衰减谐波电流的技术在电及电子领域变得非常重要的问题。

参见图1，示出了使用开关交流电力的三端双向可控硅开关的一常规控制电路的概略性视图。在图中，该现有技术的使用三端双向可控硅开关的交流控制电路包括一交流电源102，由该交流电源102驱动的一负载104，和一由门输入信号双向接通/断开以控制交流电源102的开关的一三端双向可控硅开关106。

以下将描述如上构成的该现有技术的交流电源控制电路的操作。

如果通过交流电源102将电力输入到该控制电路以驱动负载104，该三端双向可控硅开关106通过一门信号被重复地接通和断开。因此，例如，驱动一电机的一交流控制电路通过该三端双向可控硅开关106的门信号被接通/断开。这里，如果一门信号被输入给该三端双向可控硅开关106的门极，电流通过接通该三端双向可控硅开关106而被提供给该负载104，且该电机被驱动。而且，当该电机被驱动时，由该电机的互感及反电动势(e.m.f.)生成谐波电流。

现参见图2A-2D，示出了用于描述该现有技术的控制电路的操作的电压及电流波形图。即，图2A为提供给图1所示的交流控制电路的交流电源电压的波形图，图2B为输出给该三端双向可控硅开关106的门极的门电流的波形图，图2C为流入负载104的负载电流的波形图及图2D为提供给图1的点T2和T1之间的该三端双向可控硅开关106的电压的波形图。

该三端双向可控硅开关106的门信号使该负载电流可通过该交流电压的波形被重复地接通和断开。

然而，在图1中，当电机(即负载104)被驱动时，产生如上所述的谐波电流。具体地，如果上述电机为1500w，自该电机生成的谐波电流的水平超过了由IEC(国际电工委员会)规定所设定的水平。三端双向可控硅工关106可通过门电流自由地调节该电流。但是，如果该三端双向可控硅开关106在约90度的相位被接通，到达最大值的电流急剧地流至负载104以使生成最大水平的谐波电流。