一種單相功率開關控制電路及具有該電路的交流電源系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種單相功率開關控制電路及具有該電路的交流電源系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在現(xiàn)有應用到可控硅的行業(yè)領域中，通常采用可編程邏輯器件與該器件配合使用的外圍電路、供電電源對可控硅進行驅動，從而實現(xiàn)用可控硅作為交流開關。
[0003]但是，在現(xiàn)有可控硅交流開關的設計過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中至少存在如下問題:
[0004]現(xiàn)有技術中通過可編程邏輯器件以及配合其使用的外圍電路及供電電源實現(xiàn)交流開關的成本較高，而且控制所述可編程邏輯器件的程序設計較為復雜，使得交流開關的誤操作概率較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實施例提供一種單相功率開關控制電路及具有該電路的交流電源系統(tǒng)。為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案:
[0006]本發(fā)明提供的一種單相功率開關控制電路，包括:光耦控制單元，恒流源充電單元，驅動保護電路；
[0007]所述光耦控制單元，用于通過交流母線上引出交流信號控制光耦通斷，進而控制所述恒流源充電單元的啟停；
[0008]所述恒流源充放電單元，用于根據(jù)所述光耦控制單元發(fā)出的信號，對儲能器件C進行充放電控制，所述儲能器件C與變壓器原邊和雙向觸發(fā)二極管構成振蕩電路，從而在脈沖變壓器副邊產(chǎn)生驅動脈沖；
[0009]所述驅動保護電路，用于將所述恒流源充電電源發(fā)出的驅動脈沖信號控制在后續(xù)電路的有效工作范圍，保證可控硅正向驅動，防止反向電壓過高造成門極反向擊穿。
[0010]本發(fā)明提供的一種交流電源系統(tǒng)，包括:交流電源，至少一組反相并聯(lián)的可控硅開關，交流負載；尤其是所述反相并聯(lián)的可控硅開關采用如上所述的單相功率開關控制電路。
[0011]本發(fā)明實施例提供的一種單相功率開關控制電路及具有該電路的交流電源系統(tǒng)；所述反相并聯(lián)的可控硅開關通過采用單相功率開關控制電路，使得交流開關不僅成本可以大幅降低，而且還可以降低交流開關的誤操作概率。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種單相功率開關控制電路結構示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種單相功率開關控制電路圖；
[0014]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種交流電源系統(tǒng)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發(fā)明實施例提供的一種單相功率開關控制電路及具有該電路的交流電源系統(tǒng)進行詳細描述。
[0016]如圖1所示，為本發(fā)明提供的一種單相功率開關控制電路；該單相功率開關控制電路包括:光耦控制單元101，恒流源充電單元102，驅動保護電路103 ；
[0017]所述光耦控制單元101，用于通過交流母線上引出交流信號控制光耦通斷，進而控制所述恒流源充電單元的啟停；
[0018]所述恒流源充放電單元102，用于根據(jù)所述光耦控制單元發(fā)出的信號，對儲能器件C進行充放電控制，所述儲能器件C與變壓器原邊和雙向觸發(fā)二極管構成振蕩電路，從而在脈沖變壓器副邊產(chǎn)生驅動脈沖；
[0019]所述驅動保護電路103，用于將所述恒流源充電電源發(fā)出的驅動脈沖信號控制在后續(xù)電路的有效工作范圍，保證可控硅正向驅動，防止反向電壓過高造成門極反向擊穿。
[0020]基于以上實例說明，如圖2所示，為本發(fā)明提供的一種單相功率開關控制電路圖；該單相功率開關控制電路具體電路如下:
[0021]所述光耦控制單元101包括:接線端子Jl，電阻R13，電阻R14，光耦01和光耦02 ；
[0022]所述接線端子Jl從所述交流電源的母線L、N處獲取交流信號；所述接線端子Jl的端子I與所述電阻R13 —端相連；所述電阻R13另一端分別與所述電阻R14 —端，所述光耦01輸入端I連接；所述電阻R14另一端分別與所述光耦01輸入端2，所述光耦02輸入端I連接；所述接線端子Jl的端子2分別接所述光耦01輸入端2，所述光耦02輸入端I連接；所述光耦01輸出端3和輸出端4分別與所述恒流源充放電單元相連；所述光耦02輸出端3和輸出端4分別與所述恒流源充放電單元相連。
[0023]所述恒流源充放電單元102包括:光耦01控制的恒流源充放電支路，光耦02控制的恒流源充放電支路和變壓器L ;所述變壓器包含四個電感線圈L1、L2、L3、L4 ；
[0024]所述光耦01控制的恒流源充放電支路包括:48V電源，電阻R1，二極管D1，電阻R3，開關管Ql，電容Cl，二極管D3，開關管Q3，電阻R5 ；
[0025]所述電阻Rl —端與所述光耦01輸出端3連接；所述電阻Rl另一端與所述二極管Dl陽極相連；所述二極管Dl的陰極接48V電源；所述電容Cl 一端接48V電源，另一端分別與開關管Ql集電極、二極管D3陽極；所述二極管D3陰極接變壓器LI扇同名端相連；所述開關管Ql基極與所述光耦Ql輸出端4相連；所述開關管Ql發(fā)射極分別與開關管Q3基極，所述電阻R5 —端相連；所述開關管Q3集電極與所述光耦Ql輸出端4相連；所述開關管Q3發(fā)射極接地；所述電阻R5另一端接地；所述電阻R3—端與所述開關管Ql發(fā)射極相連，另一端與所述光耦01輸出端4相連；
[0026]所述光耦02控制的恒流源充放電支路包括:48V電源，電阻R2，二極管D2，電阻R4，開關管Q2，電容Cl，二極管D4，開關管Q4，電阻R6 ；
[0027]所述電阻R2 —端與所述光耦02輸出端3連接；所述電阻R2另一端與所述二極管D2陽極相連；所述二極管D2的陰極接48V電源；所述電容C2 —端接48V電源，另一端分別與開關管Q2集電極、二極管D4陽極；所述二極管D4陰極接變壓器L3扇異名端相連；所述開關管Q2基極與所述光耦Q2輸出端4相連；所述開關管Q2發(fā)射極分別與開關管Q4基極，所述電阻R6 —端相連；所述開關管Q4集電極與所述光耦Q2輸出端4相連；所述開關管Q4發(fā)射極接地；所述電阻R6另一端接地；所述電阻R4—端與所述開關管Q2發(fā)射極相連，另一端與所述光耦02輸出端4相連；
[0028]所述變壓器電感線圈LI異名端和電感線圈L3同名端接48V電源；所述變壓器L2扇與所述變壓器L4扇分別與所述驅動保護電路相連。
[0029]所述驅動保護電路103包括:第一驅動保護支路和第二驅動保護支路；所述第一驅動保護支路包括:電阻R7，電阻R9，電阻Rll和二極管D5 ;所述電阻R7并聯(lián)于所述變壓器L2扇兩端；所述二極管D5陽極與所述變壓器L2扇異名端相連；所述二極管D5陰極與所述電阻R9 —端相連；所述電阻R9另一端與所述電阻Rll相連；所述電阻Rll另一端與所述變壓器L2扇同名端相連；
[0030]所述第二驅動保護支路包括:電阻R8，電阻R10，電阻R12和二極管D6 ;所述電阻R8并聯(lián)于所述變壓器L4扇兩端；所述二極管D6陽極與所述變壓器L4扇同名端相連；所述二極管D6陰極與所述電阻RlO —端相連；所述電阻RlO另一端與所述電阻R12相連；所述電阻R12另一端與所述變壓器L4扇異名端相連。
[0031]需要說明的是，所述二極管D3與所述二極管D4為雙向觸發(fā)二極管；所述二極管D5與所述二極管D6為快速恢復二極管。
[0032]還需要說明的是，所述開關管Q1，所述開關管Q2，所述開關管Q3，所述開關管Q4
為NPN型三極管。
[0033]如圖3所示，為本發(fā)明實施例提供的一種交流電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:交流電源，至少一組反相并聯(lián)的可控硅開關，交流負載；其中，所述反相并聯(lián)的可控硅開關采用如上所述的單相功率開關控制電路。
[0034]需要說明的是，所述反相并聯(lián)的可控硅開關還包括:接線端子J1，開關管Tl，開關管T2和接線端子J2，接線端子J3 ;所述接線端子Jl從所述交流電源的母線L、N處獲取交流信號；通過所述交流信號驅動所述單相功率開關控制電路；所述單相功率開關控制電路根據(jù)所述交流信號通過所述接線端子J2和所述接線端子J3驅動所述開關管Tl和開關管T2。
[0035]還需要說明的是，所述開關管Tl和開關管T2為可控硅。
[0036]本發(fā)明單相功率開關控制電路用來控制Tl、T2的通斷，驅動電路的原理具體如下:
[0037]Tl驅動原理是從交流母線上引出交流信號控制光耦01、02的通斷，從而控制由QU Q3、R5構成的恒流源工作，恒流源以恒定的電流對電容Cl充電，Cl兩端電壓達到一定值時D3和LI對Cl迅速放電，于是形成周期振蕩電路。振蕩電路通過對驅動變壓器原邊LI充放電控制端子J3輸出驅動脈沖最終驅動Tl工作。
[0038]T2驅動原理是從交流母線上引出交流信號控制光耦01、02的通斷，從而控制由Q2、Q4、R6構成的恒流源工作，恒流源以恒定的電流對電容C2充電，C2兩端電壓達到一定值時D5和L3對C2迅速放電，于是形成周期振蕩電路。振蕩電路通過對驅動變壓器原邊L3充放電控制端子J2輸出驅動脈沖最終驅動Tl工作。
[0039]具體驅動過程如下:
[0040]接線端子Jl從母線L、N處取得交流信號。當交流電在正半周期(即VL>VN)時光耦01