本發(fā)明涉及一種數(shù)控移相觸發(fā)裝置，更具體地說，涉及一種與設備供電電源相位無關(guān)的數(shù)控移相觸發(fā)裝置。

背景技術(shù)：

可控硅移相觸發(fā)裝置是電子儀器儀表等設備的常見輸出執(zhí)行機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)可控硅門極觸發(fā)信號的相位角，進而調(diào)節(jié)可控硅的輸出電壓，改變執(zhí)行器上的輸出功率來達到控制的目的?，F(xiàn)有的可控硅移相觸發(fā)裝置主要以存在以下幾方面的問題：

1、采用模擬控制的觸發(fā)裝置元器件精度要求高，可調(diào)電壓范圍窄，調(diào)整速度慢，抗干擾能力差，元器件使用多，調(diào)試維修麻煩。

2、采用數(shù)字化的觸發(fā)裝置雖然可以快速實現(xiàn)對移相角的精確控制，但由于負載電源過零信號取自與負載電源同相的設備供電電源或?qū)ｉT的輸入端端子，會導致接線的復雜度提高，操作人員容易出錯。強電設備一旦接線錯誤，容易出現(xiàn)事故。

3、由于沒有合理的過流過壓保護借施，當發(fā)生操作人員接錯線，電網(wǎng)沖激，可控硅損壞，或者執(zhí)行部件損壞時很容易導致移相觸發(fā)裝置的損壞。

由于以上原因，在基本不影響現(xiàn)有成本的前提下，有必要發(fā)明一種全新的可控硅移相觸發(fā)裝置，改正現(xiàn)有裝置缺點，使整個執(zhí)行系統(tǒng)穩(wěn)定可靠安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述可調(diào)電壓范圍窄，調(diào)整速度慢，抗干擾能力差，元器件使用多，調(diào)試維修麻煩，接線復雜度高，過流過壓保護不佳的缺陷，提供一種與設備供電電源相位無關(guān)的數(shù)控移相觸發(fā)裝置，包括：

可控硅觸發(fā)接口電路；

保護電路，所述的保護電路與所述的可控硅觸發(fā)接口電路相連接；

過零信號發(fā)生電路，所述的過零信號發(fā)生電路與保護電路相連接；

過零信號處理電路，所述的過零信號處理電路與所述的過零信號發(fā)生電路相連接；

觸發(fā)信號處理電路，所述的觸發(fā)信號處理電路與所述的保護電路相連接；

微控制器，所述的微控制器分別與所述的過零信號處理電路和所述的觸發(fā)信號處理電路相連接。

進一步地，所述的可控硅觸發(fā)接口電路觸發(fā)方式為二線制、準二線制、三線制接法觸發(fā)雙向可控硅；二線制或四線制接法觸發(fā)兩個反并聯(lián)的單向可控硅；準二線制或三線制接法觸發(fā)一個單相可控硅。

進一步地，所述的保護電路由自恢復保險絲與壓敏電阻構(gòu)成。

進一步地，所述的可控硅接口電路為所述的過零信號發(fā)生電路的信號輸入端口、信號輸出端口。

進一步地，所述的過零信號發(fā)生電路輸入到微控制器的過零信號取自可控硅的觸發(fā)腳。

進一步地，所述的數(shù)控移相觸發(fā)裝置的輸出為移相觸發(fā)信號。

進一步地，所述的移相觸發(fā)信號的相位角根據(jù)過零信號處理電路輸出的過零信號，并依據(jù)所述的數(shù)控移相觸發(fā)裝置輸出的控制量，通過微控制器計算獲得。

本發(fā)明利用自恢復保險絲作為過流保護器件，壓敏電阻作為過壓保護器件，負載電壓信號由可控硅觸發(fā)電路引入，經(jīng)過保護電路引入至硅橋，這 個電壓經(jīng)硅橋整流后變成脈動直流電，其過零點與原電壓信號保持不變。此脈動直流電經(jīng)過限流電阻輸入到光耦的輸入端。光耦實現(xiàn)了強電弱電的隔離。光耦的輸出端接一個高放大倍數(shù)的小功率三極管。當脈動直流電過零時，光耦輸出端上將沒有電流輸出，三極管不導通，三極管集電極輸出高電平，否則輸出低電平。這個電平變化輸入到微控制器中，微控制器就根據(jù)電平的變化判斷出負載電壓的過零點。但當負載可控硅導通時，三極管集電極上也將輸出高電平，但微控制器可以根據(jù)邏輯判定出負載電源的過零點。

本發(fā)明的關(guān)鍵之處在于使用自恢復保險絲作為過流保護及限流器件，并聯(lián)在自恢復保險絲之后的壓敏電阻作為過壓保護器件。當過壓時，壓敏電阻瞬間導通，吸收掉高壓干擾，保護后面的器件不受高壓沖激損壞。若高壓干擾能量較大，則流過自恢復保險絲的電流很大，則自恢復保險絲在很短的時間內(nèi)變成高阻關(guān)閉狀態(tài)，且在過流狀態(tài)消失后自動恢復，保護后面的所有部件免受高壓損壞。當用戶接錯錢或負載可控硅損壞時，在自恢復保險絲的保護下，可使后面的器件免受大電流損害。

本發(fā)明的另一個關(guān)鍵之處在于負載可控硅的電壓過零信號取自可控硅的觸發(fā)腳，使過零信號的相位與設備的供電電源無關(guān)，不但實現(xiàn)了輸入輸出端口的復用，而且減少并簡化了外部接線。

本發(fā)明的另一個關(guān)鍵之處在于微控制器通過檢測負載電壓的過零信號，并依據(jù)設備當前要輸出的控制量，通過精確的數(shù)值計算，來決定觸發(fā)信號相位角的大小，實現(xiàn)了移相觸發(fā)的完全數(shù)字化控制。

本發(fā)明的另一個關(guān)鍵之處在于移相觸發(fā)信號可由多種方法產(chǎn)生，可由光耦產(chǎn)生，也可由脈沖變壓器產(chǎn)生。也可把觸發(fā)信號經(jīng)小功率可控硅放大后觸發(fā)大功率或超大功率可控硅。由于實現(xiàn)了觸發(fā)方式的多樣化，導致了接線方式的多樣化，使之更能滿足不同的用戶的實際需求。在通常情況下，可用二線制或三線制接法可以觸發(fā)雙向可控硅，二線或四線制接法可以觸 發(fā)兩個反并聯(lián)的單向可控硅，三線制接法可以觸發(fā)一個單相可控硅。當負載電源與設備供電電源使用同相電源時，可用二線制實現(xiàn)雙向可控硅或單個單向可控硅的二線制接法，這里暫稱之謂準二線制。這些觸發(fā)方式可以實現(xiàn)可控硅在四個象限任意觸發(fā)，多種的接線方法，以滿足不同用戶的實際要求。

實施本發(fā)明的與設備供電電源相位無關(guān)的數(shù)控移相觸發(fā)裝置，具有以下有益效果：保護完善、接線簡單、與設備供電電源無關(guān)的可控硅數(shù)控移位觸發(fā)裝置可作為單元電路，廣泛應用在智能溫控、調(diào)壓、調(diào)速等設備的控制輸出模塊中，用于提高了系統(tǒng)的可靠性，簡化系統(tǒng)的裝配，節(jié)省導線的使用量。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明與設備供電電源相位無關(guān)的數(shù)控移相觸發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2的本發(fā)明與設備供電電源相位無關(guān)的數(shù)控移相觸發(fā)裝置用光耦作為觸發(fā)器件的實施例；

圖3是在圖2的基礎上，用于驅(qū)動大功率可控硅的一個實施例；

圖4是本發(fā)明與設備供電電源相位無關(guān)的數(shù)控移相觸發(fā)裝置的用脈沖變壓器作為觸發(fā)器件的一個實施例；

圖5是在圖4的基礎上，增加了一個用于驅(qū)動超大功率可控硅的觸發(fā)電路實施例。

具體實施方式

如圖1如示，一種與設備供電電源相位無關(guān)的數(shù)控移相觸發(fā)裝置，包括可控硅觸發(fā)接口電路1，保護電路2，過零信號發(fā)生電路3，過零信號處 理電路4，觸發(fā)信號處理電路5，微控制器6。此種保護完善、接線簡單、與設備供電電源無關(guān)的可控硅數(shù)控移位觸發(fā)裝置可作為單元電路，廣泛應用在智能溫控、調(diào)壓、調(diào)速等設備的控制輸出模塊中，用于提高了系統(tǒng)的可靠性，簡化系統(tǒng)的裝配，節(jié)省導線的使用量。

圖2是本發(fā)明用光耦作為觸發(fā)器件的一個具體實例，其下半部分是負載及可控硅的接線示意圖。其可控硅觸發(fā)接口電路包含一對可互換的接線端子，保護電路包括自恢復保險絲RT1，即耐高壓且具有阻值突變功能的正溫度系數(shù)熱敏電阻，與壓敏電阻RV1。RT1的常溫電阻在300歐以上，在正常狀態(tài)可以保證隨機觸發(fā)光耦U3不過流。U2、R8、R9、D1、C1、R4、U2，構(gòu)成過零信號發(fā)生電路，其中U2是小功率硅整流橋，R8和R9為高阻值限流電阻，使用兩個電阻是一種冗余防錯機制，C1可以濾掉外部的高頻干擾，D1為穿過整流橋的高頻干擾提供一個泄放回路，保護光耦U2，U2為一常用線性光耦，用于隔離強電與弱電系統(tǒng)。U2、R5、R6、R7、Q3用于放大過零信號，使過零信號變成一個矩形尖脈沖送給微控制器。微控制器輸出的移相觸發(fā)信號輸送到一個隨機觸發(fā)光耦U3中，U3視工作電壓需要可選用不同的規(guī)格，如3052等。U3同樣起到隔離強電與弱電的作用。U3輸出一個觸發(fā)信號給雙向可控硅(TRIAC)的門極G和第二陽極T2，或者輸出觸發(fā)信號給一組反并聯(lián)的單向可控硅(SCR1、SCR2)的門極G1和G2?？煽毓枰勒找葡嘤|發(fā)信號給負載供電，完成一個控制過程。

圖3是在圖2的基礎上，串聯(lián)了一級可控硅，用于驅(qū)動大功率可控硅的一個實例。此圖中，RT1的常溫阻值很小，一般為10歐左右，RT2在300歐以上。R7、C2用來防止干擾引起的誤觸發(fā)。其它部分與圖2一樣，這里不再說明。

圖4是脈沖變壓器作為觸發(fā)器件的一個實例，其觸發(fā)信號處理電路與圖2有所不同。單片機輸出的觸發(fā)脈沖經(jīng)光耦U3隔離后，再通過隔直電容C2，送到三極管Q1與Q3進行二級放大后，輸送到脈沖變壓器T1，經(jīng)脈沖變 壓器隔離變換后，輸出二路移相脈沖觸發(fā)信號，用于驅(qū)動二個雙向可控硅或二個反并聯(lián)的單向可控硅。電阻R9、R10用于給隔直電容C2充放電，隔直電容C2用于冗余防錯，防止微控制器因強干擾而錯誤地輸出電平觸發(fā)信號而導致驅(qū)動三極管Q3因T1磁飽和損壞?？旎謴投O管D1、D2可以防止Q3截至時，T1產(chǎn)生的自感電流而誤觸發(fā)可控硅。D3用于泄放T1的自感電流。自恢復保險絲RT1與RT2的阻值在10歐左右。當觸發(fā)輸出端G1、K1錯接到AC220V的零火線上時，由于D1、D2的導向作用，和D3的泄流作用，在T1的驅(qū)動側(cè)并不會出現(xiàn)高壓而損壞元器件，且在極短的時間內(nèi)，自恢復保險將阻斷這種高壓，從而保護脈沖變壓器不受損壞。

圖5是在圖4的基礎上，再級連了一級可控硅，用于觸發(fā)超大功率的可控硅或簡化反并聯(lián)單向可控硅的接線方法。同時它保留了圖4中所有的觸發(fā)接口。這樣如圖5的電路，共有3對輸出端口，可以實現(xiàn)可控硅觸發(fā)的多種接線方法。

本發(fā)明通過以上實施例的設計，具有以下有益效果：保護完善、接線簡單、與設備供電電源無關(guān)的可控硅數(shù)控移位觸發(fā)裝置可作為單元電路，廣泛應用在智能溫控、調(diào)壓、調(diào)速等設備的控制輸出模塊中，用于提高了系統(tǒng)的可靠性，簡化系統(tǒng)的裝配，節(jié)省導線的使用量。

本發(fā)明是根據(jù)特定實施例進行描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應明白在不脫離本發(fā)明范圍時，可進行各種變化和等同替換。此外，為適應本發(fā)明技術(shù)的特定場合，可對本發(fā)明進行諸多修改而不脫離其保護范圍。因此，本發(fā)明并不限于在此公開的特定實施例，而包括所有落入到權(quán)利要求保護范圍的實施例。