CN104122927B - 修调可控硅调压电路输出电压的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种修调可控硅调压电路输出电压的方法和系统，所述方法包括以下步骤：检测可控硅导通角并与可控硅调压电路标准输出电压对应的标准导通角进行比较，判断比较结果是否一致；如果一致，则结束修调；如果不一致，则修调可调电阻值以改变可控硅导通角，重新检测可控硅导通角并与所述标准导通角比较，直至比较结果为一致，结束修调。本发明的一种修调可控硅调压电路输出电压的方法和系统，解决了现有技术的修调可控硅调压电路输出电压的方法精度不高的技术问题。

Description

修调可控硅调压电路输出电压的方法和系统

技术领域

本发明涉及可控硅调压电路技术领域，具体涉及一种修调可控硅调压电路输出电压的方法和系统。

背景技术

电动工具交流调速开关芯片电路一般采用移相式可控硅调压电路，其简化电路如图1所示。交流电源为电路供电。当改变RC(R＝R1+Rb//Rw)延时常数时，可控硅TR的触发导通时间随之改变，负载两端平均电压也随之改变。当调速电位器Rw中心滑动端置于最上端时，电路输出电压最小，该输出电压最小称为起步电压值；当调速电位器Rw中心滑动端置于最下端时，电路输出电压最大。改变电阻微调Rb阻值可改变电路起步电压值。电动工具交流调速开关芯片，一般采用厚膜集成电路工艺制作，包括采用陶瓷基片经过丝网印刷、高温烧结、激光无源调阻、贴片等步骤。由于外贴元器件相关参数的一致性差，即使激光无源调阻的精度很高，最终，芯片的起步电压值一致性也很差。目前，通常采用人工配阻法或加贴电位器法来调整芯片的起步电压值。

人工配阻法，即在芯片通电测试起步电压值时，在电路芯片的调速电位器两端并联一电阻，观测芯片的起步电压值，并与标准值比较，通过试配不同的并联电阻，直至满足芯片的起步电压值。该方法完全采用人工配凑，生产效率低下，并且实际配凑电阻的阻值非连续性，因此最终的芯片的起步电压值精度还是不高。加贴电位器法，即在芯片的调速电位器两端加贴一微型电位器，在芯片通电测试起步电压值时，通过调节电位器阻值来调整芯片最终的起步电压值。该方法与人工配阻法相比，虽然生产效率相对提高，但是电动工具交流调速开关使用条件比较苛刻，在强烈振动时会影响电位器的阻值，且电位器触点易氧化，电位器可靠性相对差；由于整体芯片外形比较小，加贴电位器后外形相对增大，对开关整体结构设计有一定的影响；此外，微型电位器价格比较高，增加生产成本。

另外，由于可控硅输出电压波为缺损的正弦波或余弦波，所以用普通的万能表很难精准测定负载两端的交流电压值，实验发现，不同的万能表其测量结果均不相同。采用人工配阻法或加贴电位器法来调整芯片的起步电压值，在芯片通电测试起步电压值时，如果采用常规技术手段，则测得起步电压值不精确，使最终的芯片的起步电压值精度和一致性难以保证。

发明内容

为此，本发明要解决的技术问题在于现有技术的修调可控硅调压电路输出电压的方法精度不高，从而提出一种修调可控硅调压电路输出电压的方法和系统来解决该问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种修调可控硅调压电路输出电压的方法，包括以下步骤：检测可控硅导通角并与可控硅调压电路标准输出电压对应的标准导通角进行比较，判断比较结果是否一致；如果一致，则结束修调；如果不一致，则修调可调电阻值以改变可控硅导通角，重新检测可控硅导通角并与所述标准导通角比较，直至比较结果为一致，结束修调。

优选地，在所述修调可调电阻值以改变可控硅导通角的步骤中，所述可调电阻包括相互并联的滑动可调电阻和激光修刻电阻，对激光修刻电阻进行激光修刻以增加其阻值，减小可控硅导通角。

优选地，将所述滑动可调电阻调至阻值最大位置。

优选地，在所述检测可控硅导通角并与可控硅调压电路标准输出电压对应的标准导通角进行比较，判断比较结果是否一致的步骤中：将可控硅调压电路交流电源的电压波形转换为第一方波,并检测第一方波脉宽w₁；将可控硅调压电路输出电压波形转换为第二方波，并检测第二方波脉宽w₂；计算检测可控硅导通角α₀＝180*w₂/w₁；将检测可控硅导通角α₀与标准导通角比较，如果满足±1°绝对误差范围，则判断比较结果为一致，否则为不一致。

优选地，在所述检测可控硅导通角并与可控硅调压电路标准输出电压对应的标准导通角进行比较，判断比较结果是否一致的步骤中：将可控硅调压电路交流电源的电压波形转换为第一方波，并检测第一方波脉宽w₁，计算采样时间点值t＝(w₁/180)*(180-α₁)，α₁为标准导通角；将可控硅调压电路输出电压波形转换为第二方波；在第一方波下降沿或者上升沿开始计数；当计数值达到采样时间点值t时，检测第二方波高低电平状态，如果第二方波为高电平状态或低电平状态，则判断比较结果为一致，如果第二方波为低电平状态或高电平状态，则为不一致。

基于同一发明构思，本发明还提供一种修调可控硅调压电路输出电压的系统，包括：比较单元，用于检测可控硅导通角并与可控硅调压电路标准输出电压对应的标准导通角进行比较，判断比较结果是否一致；结束单元，用于在所述比较结果为一致时，结束修调；修调单元，用于在所述比较结果为不一致时，修调可调电阻值以改变可控硅导通角，重新检测可控硅导通角并与所述标准导通角比较，直至比较结果为一致，结束修调。

优选地，所述可调电阻包括相互并联的滑动可调电阻和激光修刻电阻；所述修调单元包括激光调阻机，用于对所述激光修刻电阻进行激光修刻以增加其阻值，减小可控硅导通角。

优选地，所述滑动可调电阻被调至阻值最大位置。

优选地，所述比较单元包括：第一方波转换单元，用于将可控硅调压电路交流电源的电压波形转换为第一方波；第一方波检测单元，用于检测第一方波脉宽w₁；第二方波转换单元，用于将可控硅调压电路输出电压波形转换为第二方波；第二方波检测单元，用于检测第二方波脉宽w₂；计算单元，用于计算检测可控硅导通角α₀＝180*w₂/w₁；判断单元，用于将检测可控硅导通角α₀与标准导通角比较，如果满足±1°绝对误差范围，则判断比较结果为一致，否则为不一致。

优选地，所述比较单元包括：第一方波转换单元，用于将可控硅调压电路交流电源的电压波形转换为第一方波；第一方波检测单元，用于检测第一方波脉宽w₁；计算单元，用于计算采样时间点值t＝(w₁/180)*(180-α₁)，α₁为标准导通角；第二方波转换单元，用于将可控硅调压电路输出电压波形转换为第二方波；计数单元，用于在第一方波下降沿或者上升沿开始计数；判断单元，用于当计数值达到采样时间点值t时，检测第二方波高低状态，如果第二方波为高状态或低状态，则判断比较结果为一致，如果第二方波为低状态或高状态，则为不一致。

本发明的修调可控硅调压电路输出电压的方法和系统的有益效果为：

(1)本发明的修调可控硅调压电路输出电压的方法和系统，通过检测可控硅导通角并与可控硅调压电路标准输出电压对应的标准导通角进行比较，进而修调可调电阻值使检测可控硅导通角与标准导通角达到一致，从而达到修调可控硅调压电路输出电压目的，同传统直接检测可控硅调压电路输出电压并与可控硅调压电路标准输出电压比较，进而修调可控硅调压电路输出电压相比，具有精度高的优点。

(2)本发明的修调可控硅调压电路输出电压的方法和系统，将所述可调电阻配置为相互并联的滑动可调电阻和激光修刻电阻，通过对激光修刻电阻进行激光修刻以增加其阻值，减小可控硅导通角，最终使检测可控硅导通角与标准导通角达到一致，从而实现修调可控硅调压电路输出电压目的，与传统人工配阻及加贴电位器生产工艺相比，具有精度高，产品性能一致性好，生产效率高，可靠性高，材料成本相对低的优点。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是可控硅调压电路的简化电路示意图。

图2是本发明实施例的一种修调可控硅调压电路输出电压的方法流程示意图；

图3是本发明实施例的一种修调可控硅调压电路输出电压的系统的第一

方波转换单元结构示意图；

图4是本发明实施例的一种修调可控硅调压电路输出电压的系统的第二

方波转换单元结构示意图。

具体实施方式

实施例1:

本发明实施例一种修调可控硅调压电路输出电压的方法，所述可控硅调压电路包括可调电阻，通过改变可调电阻值改变可控硅导通角，如图1所示，R＝R1+Rb//Rw，当改变RC时间常数时，可控硅的触发导通时间随之改变，因而，通过改变可调电阻Rb的阻值大小，可以达到改变可控硅导通角的目的。

所述修调可控硅调压电路输出电压的方法如图2所示，包括以下步骤：

步骤S1、检测可控硅导通角并与标准导通角比较，判断是否一致。

可控硅导通角与可控硅调压电路输出电压对应，并满足如下数学关系：

$V=A*\sqrt{2}*\sqrt{\frac{1}{2\mathrm{\π}}(\frac{\mathrm{\α}}{2}-\frac{1}{4}sin2\mathrm{\α})},$

其中，V为可控硅调压电路输出电压，A为可控硅调压电路交流电源输出电压有效值，α为可控硅导通角。

因此，可以根据上述数学关系，获得与可控硅调压电路标准输出电压对应的标准导通角。

所述检测可控硅导通角并与标准导通角比较，判断是否一致，具体包括以下步骤：

步骤a、将可控硅调压电路交流电源的电压波形转换为第一方波,并检测第一方波脉宽w₁。

步骤b、将可控硅调压电路输出电压波形转换为第二方波，并检测第二方波脉宽w₂。

步骤c、计算可控硅导通角，计算可控硅导通角的数学公式为：

α₀＝180*w₂/w₁，

其中，α₀为可控硅导通角。

步骤d、将导通角α₀与标准导通角进行比较，如果满足±2°绝对误差范围，则判断比较结果为一致，否则为不一致。

即，当导通角α₀与标准导通角满足±2°的绝对误差范围时，判断检测导通角α₀与标准导通角一致；当检测导通角α₀与标准导通角不满足±2°的绝对误差范围时，判断检测导通角α₀与标准导通角不一致。

所述±2°的绝对误差范围包括：±2°，±1°，±1.9°，±1.8°，±1.7°，±1.6°，±1.5°，±1.4°，±1.3°，±1.2°，±1.1°，±0.9°，±0.8°，±0.7°，±0.6°，±0.5°，±0.4°，±0.3°，±0.2°，±0.1°。

具体地，将导通角α₀与标准导通角进行比较时，可以在±2°的绝对误差范围内根据设计需要进一步优选绝对误差范围。

步骤S2、如果一致，则结束修调。即，将导通角α₀与标准导通角进行比较，如果满足±2°绝对误差范围，则结束修调。

步骤S3、如果不一致，则改变可调电阻值直至一致。即，将导通角α₀与标准导通角进行比较，如果绝对误差范围不满足±2°，则通过改变可调电阻值改变可控硅导通角，然后重新检测可控硅导通角并与标准导通角比较。如果检测导通角α₀与标准导通角还是不一致，则再次通过改变可调电阻值改变可控硅导通角，然后检测可控硅导通角并与标准导通角比较，依此方法，直至检测导通角α₀与标准导通角一致，结束修调。

如图1所示，所述可调电阻有相互并联的滑动可调电阻Rw和激光修刻电阻Rb组成。

将所述滑动可调电阻Rw调至使其阻值最大位置，此时可控硅调压电路输出电压最小，所述可控硅调压电路处于起步状态。

采用激光调阻机对激光修刻电阻Rb进行激光修刻，激光修刻电阻Rb经过激光修刻后，其阻值增加。由于R＝R1+Rb//Rw，当激光修刻电阻Rb的阻值增加时，电阻R的阻值变大，从而RC时间常数变大，使可控硅的触发导通时间随之变大，可控硅导通角变小。

对激光修刻电阻Rb进行激光修刻，具有生产效率高，产品性能一致性好，精度高等优点，克服“人工配阻”及“加贴电位器”生产工艺的缺点，

作为其他的实施方式，也可以将所述滑动可调电阻Rw调至使其阻值不是最大的其他位置，比如阻值中等位置、阻值最小位置等。此时可控硅调压电路输出电压不是最小，所述可控硅调压电路处于其他状态。

作为其他的实施方式，可以通过人工方法对激光修刻电阻Rb进行修调，例如将激光修刻电阻Rb替换为电位器，通过调节电位器修调电阻值以改变可控硅导通角。

实施例2:

本发明实施例一种修调可控硅调压电路输出电压的方法，所述可控硅调压电路包括可调电阻，通过改变可调电阻值改变可控硅导通角，如图1所示，R＝R1+Rb//Rw，当改变RC时间常数时，可控硅的触发导通时间随之改变，因而，通过改变可调电阻Rb的阻值大小，可以达到改变可控硅导通角的目的。

所述修调可控硅调压电路输出电压的方法如图2所示，包括以下步骤：

步骤S1、检测可控硅导通角并与标准导通角比较，判断是否一致。

可控硅导通角与可控硅调压电路输出电压对应，并满足如下数学关系：

$V=A*\sqrt{2}*\sqrt{\frac{1}{2\mathrm{\π}}(\frac{\mathrm{\α}}{2}-\frac{1}{4}sin2\mathrm{\α})},$

其中，V为可控硅调压电路输出电压，A为可控硅调压电路交流电源输出电压有效值，α为可控硅导通角。

因此，可以根据上述数学关系，获得与可控硅调压电路标准输出电压对应的标准导通角。

所述检测可控硅导通角并与标准导通角比较，判断是否一致，具体包括以下步骤：

步骤a、将可控硅调压电路交流电源的电压波形转换为第一方波，并检测第一方波脉宽w₁。

步骤b、计算采样时间点值，计算采样时间点值的数学公式为：

t＝(w₁/180)*(180-α₁)，α₁为标准导通角。

步骤c、将可控硅调压电路输出电压波形转换为第二方波。

步骤d、在第一方波下降沿开始计数，当计数值达到采样时间点值t时，检测第二方波高低状态，并据此判断检测导通角与标准导通角是否一致。

即，当检测第一方波下降沿时，开始计数，直至计数值达到采样时间点值t，检测第二方波状态，如果第二方波为高状态，则判断检测导通角与标准导通角一致；如果第二方波为低状态，则判断检测导通角与标准导通角不一致。

作为其他的实施方式，也可以在检测第一方波上沿时，开始计数，直至计数值达到采样时间点值t，检测第二方波状态，如果检测第二方波为低状态，则判断检测导通角与标准导通角一致；如果第二方波为高状态，则判断检测导通角与标准导通角不一致。

步骤a至步骤b，通过实时采样电平而不计算导通角，可以快速进行对输出电压的修调，提高生产效率。

步骤S2、如果一致，则结束修调。即，将导通角α₀与标准导通角进行比较，如果满足±2°绝对误差范围，则结束修调。

步骤S3、如果不一致，则改变可调电阻值直至一致。即，将导通角α₀与标准导通角进行比较，如果绝对误差范围不满足±2°，则通过改变可调电阻值改变可控硅导通角，然后重新检测可控硅导通角并与标准导通角比较。如果检测导通角α₀与标准导通角还是不一致，则再次通过改变可调电阻值改变可控硅导通角，然后检测可控硅导通角并与标准导通角比较，依此方法，直至检测导通角α₀与标准导通角一致，结束修调。

如图1所示，所述可调电阻有相互并联的滑动可调电阻Rw和激光修刻电阻Rb组成。

将所述滑动可调电阻Rw调至使其阻值最大位置，此时可控硅调压电路输出电压最小，所述可控硅调压电路处于起步状态。

采用激光调阻机对激光修刻电阻Rb进行激光修刻，激光修刻电阻Rb经过激光修刻后，其阻值增加。由于R＝R1+Rb//Rw，当激光修刻电阻Rb的阻值增加时，电阻R的阻值变大，从而RC时间常数变大，使可控硅的触发导通时间随之变大，可控硅导通角变小。

对激光修刻电阻Rb进行激光修刻，具有生产效率高，产品性能一致性好，精度高等优点，克服“人工配阻”及“加贴电位器”生产工艺的缺点，

作为其他的实施方式，也可以将所述滑动可调电阻Rw调至使其阻值不是最大的其他位置，比如阻值中等位置、阻值最小位置等。此时可控硅调压电路输出电压不是最小，所述可控硅调压电路处于其他状态。

作为其他的实施方式，可以通过人工方法对激光修刻电阻Rb进行修调，例如将激光修刻电阻Rb替换为电位器，通过调节电位器修调电阻值以改变可控硅导通角。

实施例3:

本发明实施例一种修调可控硅调压电路输出电压的系统，所述可控硅调压电路包括可调电阻，通过改变可调电阻值改变可控硅导通角，如图1所示，R＝R1+Rb//Rw，当改变RC时间常数时，可控硅的触发导通时间随之改变，因而，通过改变可调电阻Rb的阻值大小，可以达到改变可控硅导通角的目的。

所述修调可控硅调压电路输出电压的系统包括比较单元、结束单元和修调单元。

所述比较单元用于检测可控硅导通角并与标准导通角比较，判断是否一致。

可控硅导通角与可控硅调压电路输出电压对应，并满足如下数学关系：

$V=A*\sqrt{2}*\sqrt{\frac{1}{2\mathrm{\π}}(\frac{\mathrm{\α}}{2}-\frac{1}{4}sin2\mathrm{\α})},$

其中，V为可控硅调压电路输出电压，A为可控硅调压电路交流电源输出电压有效值，α为可控硅导通角。

因此，可以根据上述数学关系，获得与可控硅调压电路标准输出电压对应的所述标准导通角。

具体地，所述比较单元包括第一方波转换单元、第一方波检测单元、第二方波转换单元、第二方波检测单元、计算单元和判断单元。

所述第一方波转换单元用于将可控硅调压电路交流电源的电压波形转换为第一方波。

所述第一方波检测单元用于检测第一方波脉宽w₁。

所述第二方波转换单元用于将可控硅调压电路输出电压波形转换为第二方波。

所述第二方波检测单元用于检测第二方波脉宽w₂。

所述计算单元用于计算可控硅导通角，计算可控硅导通角的数学公式为：

α₀＝180*w₂/w₁，

其中，α₀为可控硅导通角。

所述判断单元用于将导通角α₀与标准导通角进行比较，如果满足±2°绝对误差范围，则判断比较结果为一致，否则为不一致。

即，当导通角α₀与标准导通角满足±2°的绝对误差范围时，判断检测导通角α₀与标准导通角一致；当检测导通角α₀与标准导通角不满足±2°的绝对误差范围时，判断检测导通角α₀与标准导通角不一致。

所述±2°的绝对误差范围包括：±2°，±1°，±1.9°，±1.8°，±1.7°，±1.6°，±1.5°，±1.4°，±1.3°，±1.2°，±1.1°，±0.9°，±0.8°，±0.7°，±0.6°，±0.5°，±0.4°，±0.3°，±0.2°，±0.1°。

具体地，将导通角α₀与标准导通角进行比较时，可以在±2°的绝对误差范围内根据设计需要进一步优选绝对误差范围。

如图3所示，所述第一方波转换单元包括第一整流二极管Z11、第一电压跟随器U11、第一运算放大器U12、第一反相器U13。

第一整流二极管Z11的阴极端通过一电阻与可控硅调压电路交流电源输出端电连接，第一整流二极管Z11的阳极端接地。通过第一整流二极管Z11，可控硅调压电路交流电源输出电压波形丢失负半波，被转换为正半波形。

第一运算放大器U12构成一整形电路，第一运算放大器U12的输入端通过第一电压跟随器U11与第一整理二极管Z11的阴极端电连接。通过第一运算放大器U12构成的整形电路，可控硅调压电路交流电源输出电压正半波形被转换为第一方波。

第一反相器U13的输入端通过一电阻与第一运算放大器U12的输出端电连接。通过第一反相器U13，第一方波被反相。

如图4所示，所述第二方波转换单元包括第二整流二极管Z21、第二电压跟随器U21、第二运算放大器U22、第二反相器U23。

第二整流二极管Z21的阴极端通过一电阻与可控硅调压电路输出端电连接。所述可控硅调压电路输出端的输出电压波形为缺损的交流波形。第二整流二极管Z21的阳极端接地。通过第二整流二极管Z21，可控硅调压电路输出电压波形丢失负半波，被转换为正半波形。

第二运算放大器U22构成一整形电路，第二运算放大器U22的输入端通过第二电压跟随器U21与第二整理二极管Z21的阴极端电连接。通过第二运算放大器U22构成的整形电路，可控硅调压电路交流电源输出电压正半波形被转换为第一方波。

第二反相器U23的输入端通过一电阻与第一运算放大器U22的输出端电连接。通过第一反相器U23，第一方波被反相。

所述第一方波检测单元、第二方波检测单元、计算单元、判断单元通过微处理器电路实现，所述微处理器的第一引脚通过第一光电耦合器U14与第一反相器U13的输出端电连接，所述微处理器的第二引脚通过第二光电耦合器U24与第二反相器U23的输出端电连接。

所述结束单元，用于如果一致，则结束修调。即，将导通角α₀与标准导通角进行比较，如果满足±2°绝对误差范围，则结束修调。

所述修调单元，用于如果不一致，则改变可调电阻值直至一致。即，将导通角α₀与标准导通角进行比较，如果绝对误差范围不满足±2°，则通过改变可调电阻值改变可控硅导通角，然后重新检测可控硅导通角并与标准导通角比较。如果检测导通角α₀与标准导通角还是不一致，则再次通过改变可调电阻值改变可控硅导通角，然后检测可控硅导通角并与标准导通角比较，依此方法，直至检测导通角α₀与标准导通角一致，结束修调。

如图1所示，所述可调电阻有相互并联的滑动可调电阻Rw和激光修刻电阻Rb组成。将所述滑动可调电阻Rw调至使其阻值最大位置，此时可控硅调压电路输出电压最小，所述可控硅调压电路处于起步状态。

所述修调单元包括激光调阻机，用于对激光修刻电阻Rb进行激光修刻，激光修刻电阻Rb经过激光修刻后，其阻值增加。由于R＝R1+Rb//Rw，当激光修刻电阻Rb的阻值增加时，电阻R的阻值变大，从而RC时间常数变大，使可控硅的触发导通时间随之变大，可控硅导通角变小。

激光调阻机属于本领域公知技术，一般包括激光扫描头、激光扫描控制电路、激光光束，激光脉冲控制电路。所述激光扫描控制电路和所述激光脉冲控制电路分别与所述微处理器电路电连接。切割方向、切割位置、切割深度、切割角度和切割吃进尺寸等激光修调参数由上位机通过串口通讯电路输入微处理器中。当检测导通角与标准导通角不一致时，所述微处理器根据所述激光管修调参数，控制所述激光调阻机对激光修刻电阻Rb进行激光修刻。

对激光修刻电阻Rb进行激光修刻，具有生产效率高，产品性能一致性好，精度高等优点，克服“人工配阻”及“加贴电位器”生产工艺的缺点，

作为其他的实施方式，也可以将所述滑动可调电阻Rw调至使其阻值不是最大的其他位置，比如阻值中等位置、阻值最小位置等。此时可控硅调压电路输出电压不是最小，所述可控硅调压电路处于其他状态。

作为其他的实施方式，可以通过人工方法对激光修刻电阻Rb进行修调，例如将激光修刻电阻Rb替换为电位器，通过调节电位器修调电阻值以改变可控硅导通角。

实施例4:

本发明实施例一种修调可控硅调压电路输出电压的系统，所述可控硅调压电路包括可调电阻，通过改变可调电阻值改变可控硅导通角，如图1所示，R＝R1+Rb//Rw，当改变RC时间常数时，可控硅的触发导通时间随之改变，因而，通过改变可调电阻Rb的阻值大小，可以达到改变可控硅导通角的目的。

所述修调可控硅调压电路输出电压的系统包括比较单元、结束单元和修调单元。

所述比较单元用于检测可控硅导通角并与标准导通角比较，判断是否一致。

可控硅导通角与可控硅调压电路输出电压对应，并满足如下数学关系：

$V=A*\sqrt{2}*\sqrt{\frac{1}{2\mathrm{\π}}(\frac{\mathrm{\α}}{2}-\frac{1}{4}sin2\mathrm{\α})},$

其中，V为可控硅调压电路输出电压，A为可控硅调压电路交流电源输出电压有效值，α为可控硅导通角。

因此，可以根据上述数学关系，获得与可控硅调压电路标准输出电压对应的所述标准导通角。

具体地，所述比较单元包括第一方波转换单元、第一方波检测单元、计算单元、第二方波转换单元、计数单元和判断单元。

所述第一方波转换单元用于将可控硅调压电路交流电源的电压波形转换为第一方波。

所述第一方波检测单元用于检测第一方波脉宽w₁。

所述计算单元用于计算采样时间点值，计算采样时间点值的数学公式为：

t＝(w₁/180)*(180-α₁)，α₁为标准导通角。

所述第二方波转换单元用于将可控硅调压电路输出电压波形转换为第二方波。

所述计数单元用于在第一方波下降沿开始计数；

所述判断单元用于当计数值达到采样时间点值t时，检测第二方波高低状态，并据此判断检测导通角与标准导通角是否一致。

即，当检测第一方波下降沿时开始计数，直至计数值达到采样时间点值t，检测第二方波状态，如果第二方波为高状态，则判断检测导通角与标准导通角一致；如果第二方波为低状态，则判断检测导通角与标准导通角不一致。

作为其他的实施方式，所述计数单元用于在第一方波上升沿开始计数。

即，当检测第一方波上升沿时开始计数，直至计数值达到采样时间点值t，检测第二方波状态，如果检测第二方波为低状态，则判断检测导通角与标准导通角一致；如果第二方波为高状态，则判断检测导通角与标准导通角不一致。

如图3所示，所述第一方波转换单元包括第一整流二极管Z11、第一电压跟随器U11、第一运算放大器U12、第一反相器U13。

第一整流二极管Z11的阴极端通过一电阻与可控硅调压电路交流电源输出端电连接，第一整流二极管Z11的阳极端接地。通过第一整流二极管Z11，可控硅调压电路交流电源输出电压波形丢失负半波，被转换为正半波形。

第一运算放大器U12构成一整形电路，第一运算放大器U12的输入端通过第一电压跟随器U11与第一整理二极管Z11的阴极端电连接。通过第一运算放大器U12构成的整形电路，可控硅调压电路交流电源输出电压正半波形被转换为第一方波。

第一反相器U13的输入端通过一电阻与第一运算放大器U12的输出端电连接。通过第一反相器U13，第一方波被反相。

如图4所示，所述第二方波转换单元包括第二整流二极管Z21、第二电压跟随器U21、第二运算放大器U22、第二反相器U23。

第二整流二极管Z21的阴极端通过一电阻与可控硅调压电路输出端电连接。所述可控硅调压电路输出端的输出电压波形为缺损的交流波形。第二整流二极管Z21的阳极端接地。通过第二整流二极管Z21，可控硅调压电路输出电压波形丢失负半波，被转换为正半波形。

第二运算放大器U22构成一整形电路，第二运算放大器U22的输入端通过第二电压跟随器U21与第二整理二极管Z21的阴极端电连接。通过第二运算放大器U22构成的整形电路，可控硅调压电路交流电源输出电压正半波形被转换为第一方波。

第二反相器U23的输入端通过一电阻与第一运算放大器U22的输出端电连接。通过第一反相器U23，第一方波被反相。

所述第一方波检测单元、采样时间点值计算单元和判断单元通过微处理器电路实现，所述微处理器的第一引脚通过第一光电耦合器U14与第一反相器U13的输出端电连接，所述微处理器的第二引脚通过第二光电耦合器U24与第二反相器U23的输出端电连接。

所述结束单元，用于如果一致，则结束修调。即，将导通角α₀与标准导通角进行比较，如果满足±2°绝对误差范围，则结束修调。

所述修调单元，用于如果不一致，则改变可调电阻值直至一致。即，将导通角α₀与标准导通角进行比较，如果绝对误差范围不满足±2°，则通过改变可调电阻值改变可控硅导通角，然后重新检测可控硅导通角并与标准导通角比较。如果检测导通角α₀与标准导通角还是不一致，则再次通过改变可调电阻值改变可控硅导通角，然后检测可控硅导通角并与标准导通角比较，依此方法，直至检测导通角α₀与标准导通角一致，结束修调。

如图1所示，所述可调电阻有相互并联的滑动可调电阻Rw和激光修刻电阻Rb组成。将所述滑动可调电阻Rw调至使其阻值最大位置，此时可控硅调压电路输出电压最小，所述可控硅调压电路处于起步状态。

所述修调单元包括激光调阻机，用于对激光修刻电阻Rb进行激光修刻，激光修刻电阻Rb经过激光修刻后，其阻值增加。由于R＝R1+Rb//Rw，当激光修刻电阻Rb的阻值增加时，电阻R的阻值变大，从而RC时间常数变大，使可控硅的触发导通时间随之变大，可控硅导通角变小。

激光调阻机属于本领域公知技术，一般包括激光扫描头、激光扫描控制电路、激光光束，激光脉冲控制电路。所述激光扫描控制电路和所述激光脉冲控制电路分别与所述微处理器电路电连接。切割方向、切割位置、切割深度、切割角度和切割吃进尺寸等激光修调参数由上位机通过串口通讯电路输入微处理器中。当检测导通角与标准导通角不一致时，所述微处理器根据所述激光管修调参数，控制所述激光调阻机对激光修刻电阻Rb进行激光修刻。

对激光修刻电阻Rb进行激光修刻，具有生产效率高，产品性能一致性好，精度高等优点，克服“人工配阻”及“加贴电位器”生产工艺的缺点，

作为其他的实施方式，也可以将所述滑动可调电阻Rw调至使其阻值不是最大的其他位置，比如阻值中等位置、阻值最小位置等。此时可控硅调压电路输出电压不是最小，所述可控硅调压电路处于其他状态。

作为其他的实施方式，可以通过人工方法对激光修刻电阻Rb进行修调，例如将激光修刻电阻Rb替换为电位器，通过调节电位器修调电阻值以改变可控硅导通角。

经过实际使用比较，对于修调可控硅调压电路输出电压，特别是对于生产电动工具交流调速开关芯片的应用，采用本发明的修调可控硅调压电路输出电压的方法和系统，具有生产效率高，产品性能一致性好，精度高等优点。它克服了“人工配阻”及“加贴电位器”生产工艺的缺点，优于提升国产电动工具交流调速开关国际竞争力。目前，利用本发明的修调可控硅调压电路输出电压的方法和系统生产的电动工具交流调速开关芯片，己批量提供给外资或大型的内资专业电动工具交流调速开关企业，并得到好评。采用本发明的修调可控硅调压电路输出电压的方法和系统与传统人工配阻及加贴电位器生产工艺比较，结果如下表1所示：

表1本发明与传统方法技术效果比较

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种修调可控硅调压电路输出电压的方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测可控硅导通角并与可控硅调压电路标准输出电压对应的标准导通角进行比较，判断比较结果是否一致；

如果一致，则结束修调；

如果不一致，则修调可调电阻值以改变可控硅导通角，重新检测可控硅导通角并与所述标准导通角比较，直至比较结果为一致，结束修调；

其中，所述检测可控硅导通角并与可控硅调压电路标准输出电压对应的标准导通角进行比较，判断比较结果是否一致的步骤包括：

将可控硅调压电路交流电源的电压波形转换为第一方波，并检测第一方波脉宽w₁，计算采样时间点值t＝(w₁/180)*(180-α₁)，α₁为标准导通角；

将可控硅调压电路输出电压波形转换为第二矩形波；

在第一方波下降沿或者上升沿开始计数；

当计数值达到采样时间点值t时，检测第二矩形波高低电平状态，如果第二矩形波为高电平状态或低电平状态，则判断比较结果为一致，如果第二方波为低电平状态或高电平状态，则为不一致。

2.根据权利要求1所述的一种修调可控硅调压电路输出电压的方法，其特征在于，在所述修调可调电阻值以改变可控硅导通角的步骤中，所述可调电阻包括相互并联的滑动可调电阻和激光修刻电阻，对激光修刻电阻进行激光修刻以增加其阻值，减小可控硅导通角。

3.根据权利要求2所述的一种修调可控硅调压电路输出电压的方法，其特征在于，将所述滑动可调电阻调至阻值最大位置。

4.一种修调可控硅调压电路输出电压的系统，其特征在于，包括：

比较单元，用于检测可控硅导通角并与可控硅调压电路标准输出电压对应的标准导通角进行比较，判断比较结果是否一致；

结束单元，用于在所述比较结果为一致时，结束修调；

修调单元，用于在所述比较结果为不一致时，修调可调电阻值以改变可控硅导通角，重新检测可控硅导通角并与所述标准导通角比较，直至比较结果为一致，结束修调；

其中，所述比较单元包括：

第一方波转换单元，用于将可控硅调压电路交流电源的电压波形转换为第一方波；

第一方波检测单元，用于检测第一方波脉宽w₁；

计算单元，用于计算采样时间点值t＝(w₁/180)*(180-α₁)，α₁为标准导通角；

第二矩形波转换单元，用于将可控硅调压电路输出电压波形转换为第二矩形波；

计数单元，用于在第一方波下降沿或者上升沿开始计数；

判断单元，用于当计数值达到采样时间点值t时，检测第二矩形波高低电平状态，如果第二矩形波为高电平状态或低电平状态，则判断比较结果为一致，如果第二矩形波为低电平状态或高电平状态，则为不一致。

5.根据权利要求4所述的一种修调可控硅调压电路输出电压的系统，其特征在于，所述可调电阻包括相互并联的滑动可调电阻和激光修刻电阻；所述修调单元包括激光调阻机，用于对所述激光修刻电阻进行激光修刻以增加其阻值，减小可控硅导通角。

6.根据权利要求5所述的一种修调可控硅调压电路输出电压的系统，其特征在于，所述滑动可调电阻被调至阻值最大位置。