專利名稱：同步電源裝置、電源同步方法和可控硅整流系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及同步整流控制技術領域，更具體地說，涉及同步電源裝置、電源同步方
法和可控硅整流系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，隨著電子技術的發(fā)展，使得電路的工作電壓越來越低，而電流越來越大。 低電壓工作有利于降低電路的整體功率消耗，但也給電源設計提出了更高的要求。同步 整流技術的出現(xiàn)，減少了開關電源輸出端的整流損耗，提高了轉換效率，降低了電源本身發(fā) 熱，初步解決了上述問題，在近些年得到迅猛的發(fā)展。 如今得到廣泛推廣的同步整流技術首推晶閘管同步整流技術，晶閘管在同步整流 過程中需要有脈沖對其進行觸發(fā)而導通，發(fā)出的脈沖根據(jù)晶閘管陽極電壓相位利用同步電 壓定位，以及偏移電壓決定移相大小而實現(xiàn)所述脈沖與三相交流電源的同步，所述同步電 壓與所述偏移電壓可統(tǒng)稱為同步信號，同步電源裝置是發(fā)出所述同步信號使觸發(fā)電路發(fā)出 觸發(fā)脈沖的裝置，現(xiàn)有的同步電源裝置按控制形式分為兩類模擬控制類和數(shù)字控制類，由 于人們對整流系統(tǒng)的要求越來越高，特別是對整流精度和整流穩(wěn)定性的要求越來越高，在 模擬控制系統(tǒng)中用三相同步變壓器作為同步電源給每一路脈沖定相，當主電源某一相的相 序發(fā)生改變時，所有的脈沖相序都得調整，這樣一來一個很小的故障需要將三個相都進行 調整給整流帶來了難度，因而模擬控制類不能達到上述要求；數(shù)字控制類的出現(xiàn)恰恰滿足 了整流精度和穩(wěn)定性的要求，比較典型的一種就是三相同步變壓器。 然而，以三相同步變壓器為例，其電路結構比較復雜，出現(xiàn)故障處理繁瑣，而且脈 沖的定相過程非常復雜，一旦實現(xiàn)定相，脈沖的移相范圍就不能調整，其可調性和靈敏性沒 有達到非常理想的效果；同時所述三相同步變壓器制造成本和耗電量都較高，從技術節(jié)約 的角度來講是不經濟的。
發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種同步電源裝置、電源同步方法和可控硅整流系統(tǒng)，通過 單相電壓實現(xiàn)電源的同步。
—種同步電源裝置，包括同步電源板、脈沖觸發(fā)器和單片機，其中 所述同步電源板用于將接收的單相高電壓轉換為單相低電壓，并輸出至所述脈
沖觸發(fā)器； 所述脈沖觸發(fā)器的輸出端與所述單片機的中斷接口連接，用于將所述單相低電壓 轉換為觸發(fā)單片機的同步脈沖信號輸出； 所述單片機用于將接收的同步脈沖信號處理后輸出。 上述發(fā)明技術方案可知，將單相高電壓轉換成的單相低電壓作為脈沖觸發(fā)器的觸 發(fā)信號，并經所述脈沖觸發(fā)器輸出，作為同步脈沖信號輸入至單片機，再將所述同步脈沖信 號經單片機中預設程序處理后輸出，從而實現(xiàn)了單相電壓同步的目的，所述單相同步電路結構簡潔，相比現(xiàn)有技術可調性明顯提高，故障處理過程簡單易行；脈沖觸發(fā)器與所述單片 機的配合使脈沖的定相過程快速準確，所述裝置總體構架簡明，成本低廉，相比三相同步電 源節(jié)省電能，從技術節(jié)省角度而言，經濟可行。 優(yōu)選地，所述同步電源板具體為交流電壓輸入電路、單相交流變壓器和所述電壓 輸出電路的組合， 所述交流電壓輸入電路，用于接收單相高電壓； 所述單相交流變壓器，用于將所述單相高電壓轉換為單相低電壓，并輸出； 所述電壓輸出電路，用于將接收的所述單相低電壓輸出至所述脈沖觸發(fā)器。 優(yōu)選地，所述脈沖觸發(fā)器具體為電壓比較器和觸發(fā)器的組合， 所述電壓比較器用于將接收的單相低電壓轉換為方波信號輸出； 所述觸發(fā)器用于將所述方波信號轉換為預設周期的脈沖信號輸出至所述單片機。 所述電壓比較器具體為雙電壓比較器DIP8-LM393 ;所述觸發(fā)器具體為單穩(wěn)態(tài)觸
發(fā)器，個數(shù)為兩個，互為備用，連接于所述單片機的中斷接口 ，其型號為74LS123。 作為優(yōu)選，所述穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器互為備用，保證整流系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定可靠的運行。 優(yōu)選地，所述同步電源裝置還包括設于所述單相交流變壓器的二次側的濾波限幅
電路，用于對所述單相低電壓的相位進行微調，使得輸出的電壓更加穩(wěn)定精確。 優(yōu)選地，所述同步電源裝置還包括設于所述單相交流變壓器的公共地端和輸出端
之間發(fā)光二極管LED指示燈，所述LED指示燈起到指示作用，當單相交流變壓器的輸出電路
電壓正常時，指示燈就點亮。 —種電源同步方法，用于同步電源裝置，所述同步電源裝置設有單片機，包括
將接收的高電壓變壓為低電壓輸出； 將所述單相低電壓轉換為觸發(fā)單片機的同步脈沖信號輸出；
將接收的同步脈沖信號處理后輸出。 上述發(fā)明技術方案可知，將單相高電壓轉換成的單相低電壓作為脈沖觸發(fā)器的觸 發(fā)信號，并經所述脈沖觸發(fā)器輸出，作為同步脈沖信號輸入至單片機，再將所述同步脈沖信 號經預設信號處理后輸出，從而實現(xiàn)了單相電壓同步的目的，所述方法公開的脈沖定相過 程快速準確，實現(xiàn)同步的方法簡單易行。 優(yōu)選地，所述單相低電壓轉換為同步脈沖信號具體為
將接收的單相低電壓轉換為方波信號輸出； 將所述方波信號轉換為預設周期的脈沖信號輸出至所述單片機的中斷端。
優(yōu)選地，所述方法還包括對所述單相低電壓的相位進行微調。 —種可控硅整流系統(tǒng)，包括用于與電網相連的電壓處理模塊和可控硅整流器，所 述電壓處理模塊包括分別與所述高壓電網相連的整流變壓器、電壓互感器柜PT柜和動力 變壓器連接，處于整流控制器中的同步電源裝置分別與所述PT柜、與所述動力變壓器相連 的低壓控制電源和所述可控硅整流器連接； 所述同步電源裝置包括同步電源板、脈沖觸發(fā)器和單片機，其中 所述同步電源板用于將接收的單相高電壓轉換為單相低電壓，并輸出至所述脈
沖觸發(fā)器；
所述脈沖觸發(fā)器的輸出端與所述單片機的中斷接口連接，用于將所述單相低電壓 轉換為觸發(fā)單片機的同步脈沖信號輸出； 所述單片機用于將接收的同步脈沖信號處理后輸出至所述可控硅整流器。 從上述的技術方案可以看出，本發(fā)明實施例中的同步電源裝置將單相高電壓轉換
成的單相低電壓作為脈沖觸發(fā)器的觸發(fā)信號，并經所述脈沖觸發(fā)器輸出，作為同步脈沖信
號輸入至單片機，再將所述同步脈沖信號經預設程序處理后輸出，從而實現(xiàn)了單相電壓同
步的目的，所述單相同步電路結構簡潔，相比現(xiàn)有技術可調性明顯提高，故障處理過程簡單
易行；脈沖觸發(fā)器與所述單片機的配合，使脈沖的定相過程快速準確，所述裝置總體構架簡
明，成本低廉，相比三相同步電源節(jié)省電能，從技術節(jié)省角度經濟可行；另外，所述電壓比
較器配合穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器將同步脈沖信號輸入所述單片機內，所述穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器優(yōu)選兩個互為備
用，保證整流系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定可靠的運行。所述本發(fā)明還公開了與所述同步電源裝置對
應的電源同步方法和設有所述同步電源裝置的可控硅整流系統(tǒng)，所述方法和系統(tǒng)實現(xiàn)單相
同步的脈沖定相過程快速準確，實現(xiàn)同步的方法簡單易行。
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例一公開的一種同步電源裝置結構示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例公開的一種同步電源板的電路結構示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例二公開的一種同步電源裝置結構示意圖；
圖4為本發(fā)明實施例一公開的一種電源同步方法流程圖；
圖5為本發(fā)明實施例二公開的一種電源同步方法流程圖；
圖6為本發(fā)明實施例公開的可控硅整流系統(tǒng)結構示意圖。
具體實施例方式為了引用和清楚起見，下文中使用的技術名詞、簡寫或縮寫總結如下 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完
整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?br>
本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他
實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。 本發(fā)明提供一種同步電源裝置、電源同步方法和可控硅整流系統(tǒng)，通過單相電壓 實現(xiàn)電源的同步。 圖1示出了本發(fā)明實施例一公開的一種同步電源裝置結構，包括同步電源板 101、脈沖觸發(fā)器102和單片機103，其中 所述同步電源板101用于將接收的單相高電壓轉換為單相低電壓，并輸出至所 述脈沖觸發(fā)器； 所述脈沖觸發(fā)器102的輸出端與所述單片機103的中斷接口連接，用于將所述單相低電壓轉換為觸發(fā)單片機的同步脈沖信號輸出； 所述單片機103用于將接收的同步脈沖信號處理后輸出。 由以上實施例可以看出所述同步電源裝置將單相高電壓轉換成的單相低電壓作 為脈沖觸發(fā)器的觸發(fā)信號，并經所述脈沖觸發(fā)器輸出，作為同步脈沖信號輸入至單片機，再 將所述同步脈沖信號經預設程序處理后輸出，從而實現(xiàn)了單相電壓同步的目的，所述單相 同步電路結構簡潔，相比現(xiàn)有技術可調性明顯提高，故障處理過程簡單易行；脈沖觸發(fā)器與 所述單片機的配合使脈沖的定相過程快速準確；所述裝置總體構架簡明，成本低廉，相比三 相同步電源節(jié)省電能，從技術節(jié)省角度經濟可行。 圖2示出了本發(fā)明實施例公開的一種同步電源板的電路結構，如圖所示，總體結 構實現(xiàn)了將接收的單相高電壓轉換為單相低電壓，并輸出至所述脈沖觸發(fā)器的功能，圖中 連接結構明確，不再贅述。 圖3示出了本發(fā)明實施例二公開的一種同步電源裝置結構，包括交流電壓輸入 電路3011、單相交流變壓器3012、電壓輸出電路3013、電壓比較器3021、觸發(fā)器3022和單 片機303，其中， 所述交流電壓輸入電路3011，用于接收單相高電壓； 所述單相交流變壓器3012，用于將所述單相高電壓轉換為單相低電壓，并輸出；
所述電壓輸出電路3013，用于將接收的所述單相低電壓輸出至所述脈沖觸發(fā)器。
所述電壓比較器3021用于將接收的單相低電壓轉換為方波信號輸出，所述電壓 比較器具體為雙電壓比較器DIP8-LM393 ; 所述觸發(fā)器3022用于將所述方波信號轉換為預設周期的脈沖信號輸出至所述 單片機303，所述觸發(fā)器具體為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，個數(shù)為兩個，互為備用，連接于所述單片機的 中斷接口，其型號為74LS123。 需要說明的是，所述觸發(fā)器設為一個也可實現(xiàn)功能，不能將觸發(fā)器個數(shù)作為本實 施例限定范圍的依據(jù)。 上述部件的功能具體實現(xiàn)為所述雙電壓比較器輸出的方波信號的周期為20ms， 通過74LS123單穩(wěn)觸發(fā)器后產生周期為20ms脈沖信號。將單穩(wěn)觸發(fā)器產生的信號接到單 片機的INT1，作為同步脈沖信號也就是單片機接收的中斷信號。而在INT1端每個周波都有 一個中斷信號，它就是控制角a移相的起點。 此外，圖3還示出了所述同步電源裝置還包括設于所述單相交流變壓器的公共地 端和輸出端之間發(fā)光二極管LED指示燈304以及設于所述單相交流變壓器的二次側的濾波 限幅電路305。 需要進一步明確的是，圖2中所述的同步電源板對應所述圖3中的同步電源板結 構，本領域技術人員可在不付出創(chuàng)造性勞動的基礎上結合所述圖2和圖3所述的電路，實現(xiàn) 所述同步電源板的功能，此處不再一一對應說明。 上述實施例中，所述電壓比較器配合所述穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器互為備用，保證整流系統(tǒng)能 夠安全穩(wěn)定可靠的運行；所述濾波限幅電路，用于對所述單相低電壓的相位進行微調，使得 輸出的電壓更加穩(wěn)定精確；所述LED指示燈起到指示作用，當單相交流變壓器的輸出電路 電壓正常時，指示燈就點亮。 圖4示出了實施例一公開的一種電源同步方法流程，包括以下步驟
步驟401 :將接收的高電壓變壓為低電壓輸出； 步驟402 :將所述單相低電壓轉換為觸發(fā)單片機的同步脈沖信號輸出；
步驟402 :將接收的同步脈沖信號處理后輸出。
圖5示出了實施例公開的一種電源同步方法流程，包括以下步驟
步驟501 :將接收的高電壓變壓為低電壓輸出；
步驟502 :將接收的單相低電壓轉換為方波信號輸出； 步驟503 :將所述方波信號轉換為預設周期的脈沖信號作為同步脈沖信號輸出；
步驟504 :將接收的同步脈沖信號處理后輸出； 需要說明的是，所述方法還包括對所述單相低電壓的相位進行微調。 上述發(fā)明技術方案可知，將單相高電壓轉換成的單相低電壓作為脈沖觸發(fā)器的觸
發(fā)信號，并經所述脈沖觸發(fā)器輸出，作為同步脈沖信號輸入至單片機，再將所述同步脈沖信
號經預設信號處理后輸出，從而實現(xiàn)了單相電壓同步的目的，所述方法公開的脈沖定相過
程快速準確，實現(xiàn)同步的方法簡單易行。 圖6示出了本發(fā)明實施例公開的可控硅整流系統(tǒng)結構示意圖包括用于與電網相 連的電壓處理模塊和可控硅整流器，所述電壓處理模塊包括分別與所述高壓電網相連的 整流變壓器601 、電壓互感器柜PT柜602和動力變壓器603相連，處于整流控制器中的同步 電源裝置604分別與所述PT柜602、與所述動力變壓器相連的低壓控制電源605和所述可 控硅整流器606連接； 所述同步電源裝置包括同步電源板、脈沖觸發(fā)器和單片機，其中 所述同步電源板用于將接收的單相高電壓轉換為單相低電壓，并輸出至所述脈
沖觸發(fā)器； 所述脈沖觸發(fā)器的輸出端與所述單片機的中斷接口連接，用于將所述單相低電壓 轉換為觸發(fā)單片機的同步脈沖信號輸出； 所述單片機用于將接收的同步脈沖信號處理后輸出至所述可控硅整流器。
需要說明的是，所述可控整流器與所述負載連接，對所述負載功率進行調節(jié)。
需要強調的是，上述同步電源裝置的各部件已在圖1中標示并結合說明書的實施 例一進行了詳盡的說明，此處不再在圖中標示部件和贅述。 綜上所述，本發(fā)明實施例中的同步電源裝置將單相高電壓轉換成的單相低電壓作 為脈沖觸發(fā)器的觸發(fā)信號，并經所述脈沖觸發(fā)器輸出，作為同步脈沖信號輸入至單片機，再 將所述同步脈沖信號經預設程序處理后輸出，從而實現(xiàn)了單相電壓同步的目的，所述單相 同步電路結構簡潔，相比現(xiàn)有技術可調性明顯提高，故障處理過程簡單易行；脈沖的定相過 程快速準確，所述裝置總體構架簡明，成本低廉，相比三相同步電源節(jié)省電能，從技術節(jié)省 角度經濟可行；另外，所述電壓比較器配合穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器將同步脈沖信號輸入所述單片機內， 所述穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器優(yōu)選兩個互為備用，保證整流系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定可靠的運行。所述本發(fā)明 還公開了與所述同步電源裝置對應的電源同步方法和設有所述同步電源裝置的可控硅整 流系統(tǒng)，所述方法和系統(tǒng)實現(xiàn)單相同步的脈沖定相過程快速準確，實現(xiàn)同步的方法簡單易 行。 本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他 實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。專業(yè)技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應認為超出本發(fā)明的 范圍。 對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的范圍。
權利要求
一種同步電源裝置，其特征在于，包括同步電源板、脈沖觸發(fā)器和單片機，其中所述同步電源板用于將接收的單相高電壓轉換為單相低電壓，并輸出至所述脈沖觸發(fā)器；所述脈沖觸發(fā)器的輸出端與所述單片機的中斷接口連接，用于將所述單相低電壓轉換為觸發(fā)單片機的同步脈沖信號輸出；所述單片機用于將接收的同步脈沖信號處理后輸出。
2. 根據(jù)權利要求1所述的同步電源裝置，其特征在于，所述同步電源板具體為交流電 壓輸入電路、單相交流變壓器和所述電壓輸出電路的組合，所述交流電壓輸入電路，用于接收單相高電壓；所述單相交流變壓器，用于將所述單相高電壓轉換為單相低電壓，并輸出； 所述電壓輸出電路，用于將接收的所述單相低電壓輸出至所述脈沖觸發(fā)器。
3. 根據(jù)權利要求l所述的同步電源裝置，其特征在于，所述脈沖觸發(fā)器具體為電壓比 較器和觸發(fā)器的組合，所述電壓比較器用于將接收的單相低電壓轉換為方波信號輸出； 所述觸發(fā)器用于將所述方波信號轉換為預設周期的脈沖信號輸出至所述單片機。
4. 根據(jù)權利要求3所述的同步電源裝置，其特征在于，所述電壓比較器具體為雙電壓 比較器DIP8-LM393 ;所述觸發(fā)器具體為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，個數(shù)為兩個，互為備用，連接于所述 單片機的中斷接口，其型號為74LS123。
5. 根據(jù)權利要求1所述的同步電源裝置，其特征在于，還包括設于所述單相交流變壓 器的二次側的濾波限幅電路，用于對所述單相低電壓的相位進行微調。
6. 根據(jù)權利要求1所述的同步電源裝置，其特征在于，還包括設于所述單相交流變壓 器的公共地端和輸出端之間發(fā)光二極管LED指示燈。
7. —種電源同步方法，用于同步電源裝置，所述同步電源裝置設有單片機，其特征在 于，包括將接收的高電壓變壓為低電壓輸出；將所述單相低電壓轉換為觸發(fā)單片機的同步脈沖信號輸出； 將接收的同步脈沖信號處理后輸出。
8. 根據(jù)權利要求7所述的電源同步方法，其特征在于，所述單相低電壓轉換為同步脈 沖信號具體為將接收的單相低電壓轉換為方波信號輸出；將所述方波信號轉換為預設周期的脈沖信號輸出至所述單片機的中斷端。
9. 根據(jù)權利要求7所述的電源同步方法，其特征在于，對所述單相低電壓的相位進行 微調。
10. —種可控硅整流系統(tǒng)，包括用于與電網相連的電壓處理模塊和可控硅整流器，其特 征在于，所述電壓處理模塊包括分別與所述高壓電網相連的整流變壓器、電壓互感器柜PT柜和動力變壓器連接，處于整流控制器中的同步電源裝置分別與所述PT柜、與所述動力變壓 器相連的低壓控制電源和所述可控硅整流器連接；所述同步電源裝置包括同步電源板、脈沖觸發(fā)器和單片機，其中所述同步電源板用于將接收的單相高電壓轉換為單相低電壓，并輸出至所述脈沖觸發(fā)器；所述脈沖觸發(fā)器的輸出端與所述單片機的中斷接口連接，用于將所述單相低電壓轉換為觸發(fā)單片機的同步脈沖信號輸出；所述單片機用于將接收的同步脈沖信號處理后輸出至所述可控硅整流器。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種同步電源裝置，包括同步電源板、脈沖觸發(fā)器和單片機，其中所述同步電源板用于將接收的單相高電壓轉換為單相低電壓，并輸出至所述脈沖觸發(fā)器；所述脈沖觸發(fā)器的輸出端與所述單片機的中斷接口連接，用于將所述單相低電壓轉換為觸發(fā)單片機的同步脈沖信號輸出；所述單片機用于將接收的同步脈沖信號處理后輸出，所述同步電源裝置將單相高電壓轉換成的單相低電壓作為脈沖觸發(fā)器的觸發(fā)信號，并經所述脈沖觸發(fā)器輸出，作為同步脈沖信號輸入至單片機，所述單片機將所述同步脈沖信號經處理后輸出，從而實現(xiàn)了單相電壓同步的目的，所述單相同步電路結構簡潔，相比現(xiàn)有技術可調性明顯提高，故障處理過程簡單易行。
文檔編號H02M7/12GK101710795SQ200910259578
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權日2009年12月21日
發(fā)明者江賢春 申請人:株洲科瑞變流電氣有限公司