本實用新型屬于觸發(fā)裝置技術領域，尤其涉及一種晶閘管的觸發(fā)裝置。

背景技術：

晶閘管是一種具有三個PN結的功率型半導體器件，具有三個極：陽極、陰極和門極，其開通需要專門的觸發(fā)裝置給出觸發(fā)信號。

晶閘管T在工作過程中，它的陽極(A)和陰極(K)與電源和負載連接，組成晶閘管的主電路，晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接，組成晶閘管的控制電路。晶閘管的工作條件：

1、晶閘管承受反向陽極電壓時，不管門極承受何種電壓，晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài)；

2、晶閘管承受正向陽極電壓時，僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導通；

3、晶閘管在導通情況下，只要有一定的正向陽極電壓，不論門極電壓如何，晶閘管保持導通，即晶閘管導通后，門極失去作用；

4、晶閘管在導通情況下，當主回路電壓(或電流)減小到接近于零時，晶閘管關斷。

晶閘管的門極觸發(fā)電流幅值對元件的開通速度有十分明顯的影響，高的門極觸發(fā)電流可以明顯降低器件的開通時間。觸發(fā)脈沖上升時間(陡度)對晶閘管的開通速度也有明顯的影響，觸發(fā)脈沖上升時間越長，效果就等于降低了門極觸發(fā)電流。觸發(fā)脈沖越陡，上升時間越短的情況下，晶閘管的開通時間也越短。因此，我們要求在高di/dt下運用時，門極觸發(fā)電源電壓VG不低于20V。晶閘管串聯(lián)應用時，要求其相互串聯(lián)的每個晶閘管應盡可能地一致開通。晶閘管的并聯(lián)應用時，陡而強的門極觸發(fā)脈沖能使并聯(lián)晶閘管開通特性的不平衡降至最小，從而使有最佳的均流效果。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有技術中的問題，提供一種晶閘管的觸發(fā)裝置，該觸發(fā)裝置結構簡單且可靠性高，可同時實現(xiàn)8路晶閘管整流電路的觸發(fā)。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種晶閘管的觸發(fā)裝置，包括電源電路單元、觸發(fā)信號產生單元、觸發(fā)信號驅動單元，電源單元用于提供12V和5V電源，12V電源由生活用電220V通過快關電源轉換而來，用于信號驅動電路供電，5V電源由12V電源通過觸發(fā)裝置中的穩(wěn)壓芯片降壓輸出而來，用于信號產生電路和與非門電路供電；觸發(fā)信號產生單元中單片機輸出10kHz的方波信號；觸發(fā)信號驅動單元中驅動電路將5V方波信號轉換為12V的脈沖信號用于驅動晶閘管。

按上述技術方案，其中電源電路單元包括12V獨立電源、三端穩(wěn)壓芯片、電阻R1、電容C3、電容C4、LED1；所述三端穩(wěn)壓芯片的INPUT端接12V電源，GND端接地，OUTPUT端輸出5V電壓；所述電阻R1的一端接12V電源，另一端與LED1相連；所述電容C3一端接三端穩(wěn)壓芯片的INPUT端，另一端接地；所述電容C4一端接三端穩(wěn)壓芯片的OUTPUT端，另一端接地。電源電路單元由12V直流電提供電源，然后將12V直流電通過直流穩(wěn)壓芯片輸出5V直流電，此部分電路包括電容C3、C4，電阻R1，LED1，其中電容用于濾除電源中的雜波；電阻R1與LED1串聯(lián)，電阻起分壓限流作用，保障LED正常工作。電源電路中12V直流電用于半橋驅動供電，5V直流電用于單片機供電。

其中電源電路單元包括12V獨立電源、三端穩(wěn)壓芯片、電阻R1、電容C3、電容C4、LED1；所述三端穩(wěn)壓芯片的INPUT端接12V電源，GND端接地，OUTPUT端輸出5V電壓；所述電阻R1的一端接12V電源，另一端與LED1相連；所述電容C3一端接三端穩(wěn)壓芯片的INPUT端，另一端接地；所述電容C4一端接三端穩(wěn)壓芯片的OUTPUT端，另一端接地。

按上述技術方案，所述觸發(fā)信號產生單元，由單片機及外圍電路組成，包含時鐘電路、復位電路和開關電路，時鐘電路、復位電路和開關電路相互獨立，分別與單片機上對應的端口相連；時鐘電路包含電容C1、C2和晶振Y1，晶振Y1的一端接單片機的XTAL1端，晶振Y1的另一端接單片機的XTAL2端，同時Y1的一端接電容C1的一端，Y1的另一端接電容C2的一端，C1的另一端與C2的另一端連接，晶振結合單片機內部電路產生單片機所需的時鐘頻率；復位電路包含電阻R3、R4電容C5和按鍵S2，由上電復位和按鍵復位組成，單片機每一次上電，程序便重新執(zhí)行一次，當單片機出現(xiàn)“死機”或“程序跑飛”現(xiàn)象時，按下按鍵S2，單片機RST端變?yōu)楦唠娖匠绦蛑匦聢?zhí)行；開關電路包含電阻R2與開關信號按鍵，當按下開關按鍵時單片機start端變?yōu)榈碗娖?，驅動電路開始將單片機的觸 發(fā)信號變?yōu)?2V的驅動信號；單片機輸出四路觸發(fā)信號，每路單片機信號控制兩個通道的整流電路，單片機的信號輸出端P1.0、P1.1、P1.2和P1.3端分別輸出10kHz的方波信號，信號輸出端P1.4、P1.5、P1.6和P1.7端分別輸出高低電平信號；單片機的信號輸出端P1.0與P1.4、P1.1與P1.5、P1.2與P1.6、P1.3與P1.7分別控制兩個通道的整流電路；將單片機的信號輸出端P1.0與P1.4單獨引出用于檢測單片機是否正常工作，以及作為后續(xù)的故障排查窗口；所述單片機的VCC端接5V電源，GND端接地。所述單片機采用低電平觸發(fā)，當P3.2端給低電平時，單片機的信號輸出端P1.0、P1.1、P1.2和P1.3端分別輸出10kHz的方波信號，信號輸出端P1.4、P1.5、P1.6和P1.7端輸出低電平信號。

按上述技術方案，觸發(fā)信號驅動單元包括8路半橋驅動電路；每路驅動電路中包含與非門集成芯片、半橋驅動芯片、開關二極管、電解電容、電阻、場效應管，觸發(fā)信號驅動單元將0～5V的方波信號轉換為-12V～+12V的脈沖觸發(fā)信號，單片機產生的方波信號由端口P1.0輸出進入與非門U13A的輸入端1A與1B，與非門U13A的輸出端1Y輸出信號進入半橋驅動芯片U11的信號輸入端IN端，同時與非門U13A的輸出端1Y輸出信號進入與非門U13B的輸入端2A與2B，U13B的輸出端2Y輸出的信號進入半橋驅動芯片U12的信號輸入端IN端；單片機產生的高低電平信號由輸出端口P1.4輸出進入與非門U13C的輸入端3A與3B，與非門U13C的輸出端3Y輸出信號進入半橋驅動芯片U11和U12的信號輸入端SD端；半橋驅動器采用12V供電，U11的VCC端與VB端間連開關二極管D11，VB端與VS端間連電解電容C11，HO與LO端通過兩個電阻R11、R12連接兩個場效應管Q11和Q12的柵極；半橋驅動芯片U12的VCC端與VB端間連開關二極管D12，VB端與VS端間連電解電容C12，HO與LO端通過兩個電阻R13、R14連接兩個場效應管Q13和Q14的柵極；場效應管Q11的源極接12V電源，場效應管Q11的漏極接場效應管Q12的源極，場效應管Q12的漏極接地；場效應管Q13的源極接12V電源，場效應管Q13的漏極接場效應管Q14的源極，場效應管Q14的漏極接地；場效應管Q11與Q12的節(jié)點P1-1A，場效應管Q13與Q14的節(jié)點P1-1B協(xié)同輸出-12V～+12V，10kHz的觸發(fā)信號進入晶閘管的門極，使晶閘管開始整流。

本實用新型產生的有益效果是：該觸發(fā)裝置結構簡單且可靠性高，可同時實現(xiàn)8路晶閘管整流電路的觸發(fā)。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是本實用新型實施例晶閘管的觸發(fā)裝置的總體設方案設計框圖；

圖2是本實用新型實施例晶閘管的觸發(fā)裝置的硬件系統(tǒng)總體框圖；

圖3是本實用新型實施例觸發(fā)裝置的電源電路單元電路圖；

圖4是本實用新型實施例觸發(fā)裝置的觸發(fā)信號產生單元電路圖；

圖5是本實用新型實施例觸發(fā)裝置的復位電路的電路原理圖；

圖6是本實用新型實施例觸發(fā)裝置的觸發(fā)信號驅動單元電路圖；

圖7是本實用新型實施例觸發(fā)裝置的電源接口圖；

圖8是本實用新型實施例觸發(fā)裝置的開關信號接口圖；

圖9是本實用新型實施例觸發(fā)裝置的觸發(fā)信號檢測接口圖；

圖10是本實用新型實施例觸發(fā)裝置的驅動信號接口圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型實施例中，提供一種晶閘管的觸發(fā)裝置，包括電源電路單元、觸發(fā)信號產生單元、觸發(fā)信號驅動單元，電源單元用于提供12V和5V電源，12V電源由生活用電220V通過快關電源轉換而來，用于信號驅動電路供電，5V電源由12V電源通過觸發(fā)裝置中的穩(wěn)壓芯片降壓輸出而來，用于信號產生電路和與非門電路供電；觸發(fā)信號產生單元中單片機輸出10kHz的方波信號；觸發(fā)信號驅動單元中驅動電路將5V方波信號轉換為12V的脈沖信號用于驅動晶閘管。如圖1所示，是本實用新型實施例晶閘管的觸發(fā)裝置的總體設方案設計框圖，圖2是本實用新型實施例晶閘管的觸發(fā)裝置的硬件系統(tǒng)總體框圖。

進一步地，其中電源電路單元包括12V獨立電源、三端穩(wěn)壓芯片(型號為7805)、電阻R1、電容C3、電容C4、LED1；所述三端穩(wěn)壓芯片的INPUT端接12V電源，GND端接地，OUTPUT端輸出5V電壓；所述電阻R1的一端接12V電源，另一端與LED1相連；所述電容C3一端接三端穩(wěn)壓芯片的INPUT端，另一端接地；所述電容C4一端接三端穩(wěn)壓芯片的 OUTPUT端，另一端接地。電源電路單元由12V直流電提供電源，然后將12V直流電通過直流穩(wěn)壓芯片輸出5V直流電，此部分電路包括電容C3、C4，電阻R1，LED1，其中電容用于濾除電源中的雜波；電阻R1與LED1串聯(lián)，電阻起分壓限流作用，保障LED正常工作。電源電路中12V直流電用于半橋驅動供電，5V直流電用于單片機供電。如圖3所示，是本實用新型實施例觸發(fā)裝置的電源電路單元電路圖。

本發(fā)明實施例中，進一步地，所述觸發(fā)信號產生單元，由單片機及外圍電路組成，包含時鐘電路、復位電路和開關電路，時鐘電路、復位電路和開關電路相互獨立，分別與單片機上對應的端口相連；時鐘電路包含電容C1、C2和晶振Y1，晶振Y1的一端接單片機的XTAL1端，晶振Y1的另一端接單片機的XTAL2端，同時Y1的一端接電容C1的一端，Y1的另一端接電容C2的一端，C1的另一端與C2的另一端連接，晶振結合單片機內部電路產生單片機所需的時鐘頻率；復位電路包含電阻R3、R4電容C5和按鍵S2，由上電復位和按鍵復位組成，單片機每一次上電，程序便重新執(zhí)行一次，當單片機出現(xiàn)“死機”或“程序跑飛”現(xiàn)象時，按下按鍵S2，單片機RST端變?yōu)楦唠娖匠绦蛑匦聢?zhí)行；開關電路包含電阻R2與開關信號按鍵，當按下開關按鍵時單片機start端變?yōu)榈碗娖剑寗与娐烽_始將單片機的觸發(fā)信號變?yōu)?2V的驅動信號；單片機輸出四路觸發(fā)信號，每路單片機信號控制兩個通道的整流電路，單片機的信號輸出端P1.0、P1.1、P1.2和P1.3端分別輸出10kHz的方波信號，信號輸出端P1.4、P1.5、P1.6和P1.7端分別輸出高低電平信號；單片機的信號輸出端P1.0與P1.4、P1.1與P1.5、P1.2與P1.6、P1.3與P1.7分別控制兩個通道的整流電路；將單片機的信號輸出端P1.0與P1.4單獨引出用于檢測單片機是否正常工作，以及作為后續(xù)的故障排查窗口；所述單片機的VCC端接5V電源，GND端接地。如圖4所示，所述單片機采用低電平觸發(fā)，當P3.2端給低電平時，單片機的信號輸出端P1.0、P1.1、P1.2和P1.3端分別輸出10kHz的方波信號，信號輸出端P1.4、P1.5、P1.6和P1.7端輸出低電平信號。在觸發(fā)信號產生單元中，晶振Y1的一端接單片機的XTAL1端，晶振Y1的另一端接單片機的XTAL2端，同時Y1的一端接電容C1的一端，Y1的另一端接電容C2的一端，C1的另一端與C2的另一端連接并接地，此部分構成單片機的時鐘電路。單片機12端接上拉電阻R2，再接5V電源信號，12端為開關觸發(fā)端，默認電平為高電平，采用低電平觸發(fā)。單片機的信號輸出端P1.0、P1.1、P1.2和P1.3輸出0～5V，10kHz的方波信號，信號輸出端 P1.4、P1.5、P1.6和P1.7輸出高低電平，默認輸出為高電平，當打開觸發(fā)開關后輸出為低電平。圖5是本實用新型實施例觸發(fā)裝置的復位電路的電路原理圖。

進一步地，觸發(fā)信號驅動單元包括8路半橋驅動電路；每路驅動電路中包含與非門集成芯片、半橋驅動芯片、開關二極管、電解電容、電阻、場效應管，觸發(fā)信號驅動單元將0～5V的方波信號轉換為-12V～+12V的脈沖觸發(fā)信號，單片機產生的方波信號由端口P1.0輸出進入與非門U13A的輸入端1A與1B，與非門U13A的輸出端1Y輸出信號進入半橋驅動芯片U11的信號輸入端IN端，同時與非門U13A的輸出端1Y輸出信號進入與非門U13B的輸入端2A與2B，U13B的輸出端2Y輸出的信號進入半橋驅動芯片U12的信號輸入端IN端；單片機產生的高低電平信號由輸出端口P1.4輸出進入與非門U13C的輸入端3A與3B，與非門U13C的輸出端3Y輸出信號進入半橋驅動芯片U11和U12的信號輸入端SD端；半橋驅動器采用12V供電，U11的VCC端與VB端間連開關二極管D11，VB端與VS端間連電解電容C11，HO與LO端通過兩個電阻R11、R12連接兩個場效應管Q11和Q12的柵極；半橋驅動芯片U12的VCC端與VB端間連開關二極管D12，VB端與VS端間連電解電容C12，HO與LO端通過兩個電阻R13、R14連接兩個場效應管Q13和Q14的柵極；場效應管Q11的源極接12V電源，場效應管Q11的漏極接場效應管Q12的源極，場效應管Q12的漏極接地；場效應管Q13的源極接12V電源，場效應管Q13的漏極接場效應管Q14的源極，場效應管Q14的漏極接地；場效應管Q11與Q12的節(jié)點P1-1A，場效應管Q13與Q14的節(jié)點P1-1B協(xié)同輸出-12V～+12V，10kHz的觸發(fā)信號進入晶閘管的門極，使晶閘管開始整流。由圖1中可以看到，觸發(fā)裝置可同時輸出8路觸發(fā)信號，可以觸發(fā)8路晶閘管。圖3-圖10所示為觸發(fā)裝置其中一路的電路原理圖，剩余的7路觸發(fā)電路與第一路類似。由圖3-圖10可知，在電源電路單元中12V電源正極連接電阻R1，電阻R1另一端連接LED1，LED1另一端接地構成回路，此處LED1用作電源指示燈；同時，12V電源正極與直流穩(wěn)壓芯片1端相連，直流穩(wěn)壓芯片2端接地，3端輸出5V電壓，此處5V電壓用于單片機和與非門電路供電。

本發(fā)明的較佳實施例中，所述觸發(fā)信號驅動電路單元包括半橋驅動電路與與非門電路。第一通道，半橋驅動電路由半橋驅動器U11、U12，電容C11、C12、C13、C14，電阻R11、R12、R13、R14，開關二極管D11、D12，場效應管Q11、Q12、Q13、Q14組成。與非 門電路由與非門U13A、U13B、U13C，電阻R15、R16、R17組成。

第二通道，半橋驅動電路由半橋驅動器U21、U22，電容C21、C22、C23、C24，電阻R21、R22、R23、R24，開關二極管D21、D22，場效應管Q21、Q22、Q23、Q24組成。與非門電路由與非門U23A、U23B、U23C，電阻R25、R26、R27組成。

第三通道，半橋驅動電路由半橋驅動器U31、U32，電容C31、C32、C33、C34，電阻R31、R32、R33、R34，開關二極管D31、D32，場效應管Q31、Q32、Q33、Q34組成。與非門電路由與非門U33A、U33B、U33C，電阻R35、R36、R37組成。

第四通道，半橋驅動電路由半橋驅動器U41、U42，電容C41、C42、C43、C44，電阻R41、R42、R43、R44，開關二極管D41、D42，場效應管Q41、Q42、Q43、Q44組成。與非門電路由與非門U43A、U43B、U43C，電阻R45、R46、R47組成。

第五通道，半橋驅動電路由半橋驅動器U51、U52，電容C51、C52、C53、C54，電阻R51、R52、R53、R54，開關二極管D51、D52，場效應管Q51、Q52、Q53、Q54組成。與非門電路由與非門U53A、U53B、U53C，電阻R55、R56、R57組成。

第六通道，半橋驅動電路由半橋驅動器U61、U62，電容C61、C62、C63、C64，電阻R61、R62、R63、R64，開關二極管D61、D62，場效應管Q61、Q62、Q63、Q64組成。與非門電路由與非門U63A、U63B、U63C，電阻R65、R66、R67組成。

第七通道，半橋驅動電路由半橋驅動器U71、U72，電容C71、C72、C73、C74，電阻R71、R72、R73、R74，開關二極管D71、D72，場效應管Q71、Q72、Q73、Q74組成。與非門電路由與非門U73A、U73B、U73C，電阻R75、R76、R77組成。

第八通道，半橋驅動電路由半橋驅動器U81、U82，電容C81、C82、C83、C84，電阻R81、R82、R83、R84，開關二極管D81、D82，場效應管Q81、Q82、Q83、Q84組成。與非門電路由與非門U83A、U83B、U83C，電阻R85、R86、R87組成。本實用新型實施例中，打開觸發(fā)開關后，該觸發(fā)裝置能同時觸發(fā)八路晶閘管工作。

應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。