CN108957305A - 一种可控硅检测装置以及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种可控硅工作状态检测装置及方法，其中装置包括：驱动电路、端电压检测电路以及处理器，其中，驱动电路和检测电路都与处理器连接；驱动电路用于在处理器的控制下产生触发信号，控制双向可控硅的导通；端电压检测电路用于检测双向可控硅第一阳极与第二阳极两端的端电压，并根据端电压输出电平信号；处理器用于根据电平信号以及驱动电路是否产生触发信号，识别双向可控硅的工作状态，其中，所述工作状态包括短路状态、二极管模式以及开路状态。本发明实施例处理器通过是否产生触发双向可控硅导通的触发信号以及双向可控硅两端的端电压，可以识别出双向可控硅的工作状态，以便在双向可控硅发生故障时进行报警，保护电路安全。

Description

一种可控硅检测装置以及检测方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种可控硅检测装置以及检测方法。

背景技术

双向可控硅等功率开关器件广泛运用于工业控制以及家电控制等控制领域。然而，如果双向可控硅等功率开关器件在发生故障时没有被快速检测到并采取正确的保护措施，会对电路中的负载造成重大损坏，例如，当使用双向可控硅对压缩机进行软启动和变速控制时，如果发生二极管失效模式，双向可控硅等效于二极管，压缩机绕组中的直流分量会通过损坏的双向可控硅造成压缩机过热而烧毁。因此，对双向可控硅等功率开关器件工作状态的实时检测具有重要的实际应用价值。

发明内容

本申请实施例提供一种可控硅工作状态检测装置及检测方法，可以实时检测出电路中双向可控硅的工作状态。

第一方面，本申请实施例提供了一种可控硅工作状态检测装置，该装置包括：驱动电路、端电压检测电路以及处理器，其中，

所述驱动电路与所述处理器连接，所述端电压检测电路与所述处理器连接；

所述驱动电路用于在所述处理器的控制下产生触发信号，控制双向可控硅的导通；

所述端电压检测电路用于检测所述双向可控硅第一阳极与第二阳极两端的端电压，并根据所述端电压输出电平信号；

所述处理器用于根据所述电平信号以及所述驱动电路是否产生所述触发信号，识别所述双向可控硅的工作状态，其中，所述工作状态包括短路状态、二极管模式以及开路状态。

其中，所述根据所述电平信号以及所述驱动电路是否产生所述触发信号，识别所述双向可控硅的工作状态，具体包括：

在所述驱动电路没有产生触发信号，且所述电平信号为高电平信号的情况下，识别所述双向可控硅处于短路状态；或者，

在所述驱动电路没有产生触发信号，且所述电平信号为方波信号的情况下，识别所述双向可控硅处于二极管模式；或者，

在所述驱动电路产生触发信号，且所述电平信号为低电平信号的情况下，识别所述双向可控硅处于开路状态。

可选地，所述装置还包括：电阻电压检测电路，所述电阻电压检测电路与所述处理器连接，用于检测所述双向可控硅所在串联支路中分流电阻两端的电阻电压，以使所述处理器根据所述电阻电压判断所述串联支路中的支路电流是否具有过零点，并根据所述电平信号、所述驱动电路是否产生所述触发信号以及所述支路电流判断所述双向可控硅的工作状态。

可选地，所述装置还包括：门极电压检测电路，所述门极电压检测电路与所述处理器连接，用于检测所述双向可控硅门极与第一阳极之间的门极电压，以使所述处理器根据所述门极电压判断所述双向可控硅所在串联支路中的支路电流是否具有过零点，并根据所述电平信号、所述驱动电路是否产生所述触发信号以及所述电路中的电流判断所述双向可控硅的工作状态。

其中，所述根据所述电平信号、所述驱动电路是否产生所述触发信号以及所述电路中的电流识别所述双向可控硅的工作状态，具体包括：

在所述驱动电路没有产生触发信号、所述电平信号为高电平信号且所述电路中的电流有过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于短路状态；或者，

在所述驱动电路没有产生触发信号、所述电平信号为方波信号且所述负载电流没有过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于二极管模式；或者，

在所述驱动电路产生触发信号、所述电平信号为低电平信号且所述负载电流没有过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于开路状态。

第二方面，本申请实施例提供了一种可控硅工作状态检测方法，该方法包括：

获取触发信号的触发状态，其中，所述触发信号用于触发电路中的双向可控硅导通；

检测双向可控硅第一阳极和第二阳极两端的端电压，并根据所述端电压产生电平信号；

根据所述触发信号的触发状态以及所述电平信号，识别所述双向可控硅的工作状态，其中，所述工作状态包括短路状态、二极管模式以及开路状态。

其中，所述根据所述触发信号的触发状态以及所述电平信号，识别所述双向可控硅的工作状态，具体包括：

在没有产生触发信号，且所述电平信号为高电平信号的情况下，识别所述双向可控硅处于短路状态；或者，

在没有产生触发信号，且所述电平信号为方波信号的情况下，识别所述双向可控硅处于二极管模式；或者，

在产生触发信号，且所述电平信号为低电平信号的情况下，识别所述双向可控硅处于开路状态。

可选地，所述方法还包括：检测所述双向可控硅所在串联支路中分流电阻两端的电阻电压，根据所述电阻电压判断所述串联支路中的支路电流是否具有过零点，并根据所述触发信号的触发状态、所述电平信号以及所述支路电流识别所述双向可控硅的工作状态。

可选地，所述方法还包括：检测所述双向可控硅门极与第一阳极之间的门极电压，根据所述门极电压判断所述双向可控硅所在串联支路中的支路电流是否具有过零点，并根据所述触发信号的触发状态、所述电平信号以及所述支路电流判断所述双向可控硅的工作状态。

其中，所述根据所述触发信号的触发状态、所述电平信号以及所述支路电流识别所述双向可控硅的工作状态，具体包括：

在没有产生触发信号、所述电平信号为高电平信号且所述支路电流有过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于短路状态；或者，

在没有产生触发信号、所述电平信号为方波信号且所述支路电流没有过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于二极管模式；或者，

在产生触发信号、所述电平信号为低电平信号且所述支路电流没有过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于开路状态。

本申请实施例提供双向可控硅工作状态检测装置，通过在双向可控硅的两端并联端电压检测电路，端电压检测电路根据检测到的双向可控硅第一阳极与第二阳极两端的端电压，产生与所述端电压对应的电平信号，处理器根据电平信号以及双向可控硅的驱动电路是否产生驱动信号，识别双向可控硅是处于短路状态、二极管模式还是开路状态。进一步的，该装置还可以包括电阻电压检测电路或者门极电压检测电路，通过检测双向可控硅所在串联支路中分流电阻的电压或者双向可控硅门极与第一阳极之间的电压，判断双向可控硅所在支路的支路电流是否具有电流过零点，进而根据上述电平信号、驱动电路是否产生驱动信号以及支路电流是否具有过零点识别双向可控硅的工作状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的一种可控硅工作状态检测装置的结构示意图；

图2是本发明第一实施例提供的一种端电压检测电路的连接示意图；

图3A-3C是本发明第一实施例提供的信号波形示意图；

图4是本发明第二实施例提供的一种可控硅工作状态检测装置的结构示意图；

图5是本发明第二实施例提供的一种电阻电压检测电路的连接示意图；

图6是本发明第三实施例提供的一种可控硅工作状态检测装置的结构示意图；

图7是本发明第三实施例提供的信号波形示意图；

图8是本发明实施例提供的一种可控硅工作状态检测方法的流程示意图；

图9是本发明另一实施例提供的一种终端示意框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

请参阅图1，图1是本发明第一实施例提供的一种可控硅工作状态检测装置的结构示意图，如图1所示，可控硅工作状态检测装置100与工作电路110连接，该工作电路110包括继电器触点、负载、双向可控硅以及分流电阻，其中，继电器触点的第一端连接交流电源的第一端，第二端连接负载的第一端，负载的第二端连接双向可控硅的第一阳极，双向可控硅的第二阳极连接分流电阻的第一端，分流电阻的第二端连接交流电源的第二端。可控硅工作状态检测装置100包括：驱动电路101、端电压检测电路102以及处理器103，其中，

驱动电路101的输入端与处理器103连接，输出端与工作电路110中的双向可控硅的门极连接，端电压检测电路102的两个输入端并联于双向可控硅的第一阳极与第二阳极两端，输出端与处理器103连接；

驱动电路101用于在处理器103的控制下产生触发信号，控制双向可控硅的导通；

端电压检测电路102用于检测双向可控硅第一阳极与第二阳极两端的端电压，并根据端电压输出电平信号；

处理器103用于根据电平信号以及驱动电路是否产生驱动信号，判断双向可控硅的工作状态，其中，双向可控硅的工作状态包括正常状态、短路状态、二极管模式以及开路状态，二极管模式时双向可控硅等效于一个二极管，在不需要触发信号的情况下即可以单向导通但不能双向导通。

本发明实施例中，处理器103可以根据是否控制驱动电路101产生驱动信号以及端电压检测电路102输入的电平信号识别双向可控硅的工作状态，例如，若在双向可控硅无故障的正常状态情况下，处理器103控制驱动电路101产生驱动信号使双向可控硅导通，此时端电压检测电路102的输出应为高电平信号；在双向可控硅无故障且没有触发信号触发其导通时，端电压检测电路102的输出应为低电平信号。由此可以推断，在驱动电路101没有产生驱动信号使双向可控硅导通，但端电压检测电路102的输出为高电平信号时，处理器103可以判断此时双向可控硅两端实际处于导通状态，即双向可控硅处于短路状态；在驱动电路101没有产生驱动信号使双向可控硅导通，但端电压检测电路102的输出为方波信号时，处理器103可以判断此时双向可控硅相当于二极管，可以在没有触发信号的作用下单向导通，即双向可控硅处于二极管模式；在驱动电路101产生了驱动信号使双向可控硅导通，但端电压检测电路102输出低电平信号时，处理器103可以判断此时双向可控硅实际处于没有导通状态，即双向可控硅处于开路状态。

在一种可能的设计中，上述端电压检测电路102可以是如图2所示的电路结构，如图2所示，端电压检测电路102包括输入子电路和输出子电路，输入子电路与输出子电路之间通过光耦的方式连接，输入子电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一发光二极管D1以及第二发光二极管D2，其中，第一电阻R1的第一端与输入子电路的第一输入端连接，第二端与第一发光二极管D1的负极连接，第一发光二极管D1的正极与第二电阻R2的第二端连接，第二电阻R2的第一端与输入子电路的第二输入端连接，第二发光二极管D2的正极与第一电阻R1的第二端连接，负极与第二电阻R2的第二端连接。输出子电路包括运算放大器(operational amplifier，AMP)、三极管以及第三电阻R3，其中，运算放大器的输出端与三极管的基极b连接，三极管的集电极c与第三电阻R3的第一端连接，发射极e接地，第三电阻R3的第一端为输出端，与处理器连接，第二端接入直流电源V_DD。当双向可控硅没有导通时，双向可控硅第一阳极与第二阳极两端的端电压V_T1-T2为电源电压，该电压可以使发光二极管导通发光，当第一发光二极管D1与第二发光二极管D2中任意一个发光时，运算放大器将光耦合得到的电流放大输入到三极管的基极使三极管导通，从而使输出端V_out输出低电平信号，当双向可控硅导通时，双向可控硅两端的端电压V_T1-T2为双向可控硅的通态峰值电压，该电压不能使发光二极管导通发光，若发光二极管都没有发光，则三极管处于关闭状态，输出端V_out输出高电平信号。可以理解，上述端电压检测电路只是一种可能的端电压检测电路结构，仅用于举例，不能理解为具体限定。

运用上述端电压检测电路以及检测原理，可以识别双向可控硅的工作状态，如图3A-3C所示，图3A-3C中为同步信号、交流电压信号、双向可控硅所在支路的支路电流信号、端电压信号、端电压检测电路输出信号V_out以及触发信号的波形示意图，如图3A所示，图3A为双向可控硅全部导通时上述各信号的波形图，在处理器103控制驱动电路101产生触发信号，且端电压检测电路102输出端输出的电平信号V_out为高电平信号时，可以推断出此时两个发光二极管均未导通，双向可控硅两端的端电压为通态峰值电压，即双向可控硅处于正常状态。如图3B所示，图3B为双向可控硅全部截止时上述各信号的波形图，在驱动电路101没有产生触发信号，且端电压检测电路102输出端输出的电平信号V_out为低电平信号时，可以推断出此时两个发光二极管均处于可以导通发光的状态，双向可控硅两端的端电压为电源电压，即双向可控硅没有导通，由于没有触发信号，因此此时双向可控硅也处于正常状态。由此可以推断出，在驱动电路101没有产生触发信号，但端电压检测电路102输出端输出的电平信号V_out为高电平信号时，说明此时两个发光二极管均不能导通，双向可控硅两端的端电压为通态峰值电压，因此可以推断出此时双向可控硅实际处于导通状态，即识别出双向可控硅处于短路状态，双向可控硅短路状态时各信号波形与双向可控硅全部导通时各信号的波形图相同。如图3C所示，图3C为双向可控硅在二极管模式时上述各信号的波形图，在驱动电路101没有产生触发信号，但端电压检测电路102输出端输出的电平信号V_out为方波信号时，说明此时两个发光二极管中有一个可以导通，一个不能导通，则可以推断出在交流电压一个周期中，双向可控硅两端的端电压在二分之一周期的时间里为通态峰值电压，在另外二分之一周期的时间里为电源电压，即双向可控硅在没有触发信号的情况向可以单向导通，相当于二极管，则可以识别出此时双向可控硅处于二极管模式。在驱动电路101产生触发信号使双向可控硅导通，但端电压检测电路102输出端输出的电平信号V_out为低电平信号时，说明此时两个发光二极管均能够导通发光，双向可控硅两端的端电压为电源电压，因此可以推断出此时双向可控硅实际并未导通，即识别出双向可控硅处于开路状态，双向可控硅开路状态时各信号波形与双向可控硅全部截止时各信号的波形图相同。根据上述原理，可以得到识别双向可控硅工作状态的真值表，如表1所示：

表1双向可控硅工作状态真值表

根据上表1所示的双向可控硅工作状态真值表，可控硅工作状态检测装置中的处理器103可以根据是否控制驱动电路101产生触发信号以及端电压检测电路102输出信号V_out的波形识别双向可控硅的工作状态。例如，若处理器没有控制驱动电路产生触发信号，端电压检测电路的输出信号V_out为方波信号，通过查询双向可控硅工作状态真值表，处理器即可识别出双向可控硅处于二极管模式。

本发明实施例中，上述可控硅工作状态检测装置还可以设置负载在双向可控硅不同状态下的危险程度，例如，如表2所示，将双向可控硅正常工作时负载的危险程度设置为0，将开路时负载的危险程度设置为低风险，将短路或者二极管模式时负载的危险程度设置为高风险。应理解，上述设置方式仅为一种举例，不能理解为具体限定。

表2双向可控硅工作状态真值表及负载危险程度表

本发明实施通过在双向可控硅的两端并联端电压检测电路，端电压检测电路根据检测到的双向可控硅第一阳极与第二阳极两端的端电压，产生与所述端电压对应的电平信号，处理器能够根据电平信号以及双向可控硅的驱动电路是否产生驱动信号，从而识别双向可控硅是处于短路状态、二极管模式还是开路状态。

请参阅图4，图4是本发明第二实施例提供的一种可控硅工作状态检测装置的结构示意图，如图4所示，可控硅工作状态检测装置400与工作电路410连接，该工作电路410包括继电器触点、负载、双向可控硅以及分流电阻，其中，继电器触点的第一端连接交流电源的第一端，第二端连接负载的第一端，负载的第二端连接双向可控硅的第一阳极，双向可控硅的第二阳极连接分流电阻的第一端，分流电阻的第二端连接交流电源的第二端。可控硅工作状态检测装置400包括：驱动电路401、端电压检测电路402、电阻电压检测电路403以及处理器404，其中，

驱动电路401的输入端与处理器404连接，输出端与工作电路410中的双向可控硅的门极连接，端电压检测电路402的两个输入端并联于双向可控硅的第一阳极与第二阳极两端，输出端与处理器404连接；电阻电压检测电路403的输入端并联于分流电阻两端，输出端与处理器404连接；

驱动电路401用于在处理器404的控制下产生触发信号，控制双向可控硅的导通；

端电压检测电路402用于检测双向可控硅第一阳极与第二阳极两端的端电压，并根据端电压输出电平信号；

电阻电压检测电路403用于检测双向可控硅所在串联支路中分流电阻两端的电阻电压，以使处理器404根据电阻电压判断上述串联支路中的支路电流是否具有过零点；

处理器404用于根据电平信号、驱动电路是否产生触发信号以及双向可控硅所在支路电流是否具有过零点，识别双向可控硅的工作状态，其中，双向可控硅的工作状态包括正常状态、短路状态、二极管模式以及开路状态，二极管模式时双向可控硅等效于一个二极管，在不需要触发信号的情况下即可以单向导通，但不能双向导通。

本发明实施例中，上述双向可控硅工作状态检测装置还可以包括报警模块405，其中，报警模块405与处理器404连接，用于在处理器404识别出双向可控硅处于短路状态、二极管模式或者开路状态时，在所述处理器404的控制下发出报警信号，以提醒用户对双向可控硅进行更换。

其中，处理器404根据控制驱动电路401是否产生驱动信号以及端电压检测电路402输入的电平信号识别双向可控硅的工作状态的原理在上一实施例中已经进行了详细阐述，在此不再赘述。本发明实施例中，处理器404可以进一步根据是否控制驱动电路401产生驱动信号、端电压检测电路402输入的电平信号以及双向可控硅所在串联支路中支路电流是否具有过零点识别双向可控硅的工作状态。例如，若在双向可控硅无故障的正常状态下，处理器404控制驱动电路401产生驱动信号使双向可控硅导通时，端电压检测电路402的输出为高电平信号，此时双向可控硅所在的串联支路中有电流存在，并且由于电源电压为交流电压，因此该串联支路中的支路电流具有过零点；在双向可控硅无故障且没有触发信号触发其导通时，端电压检测电路402的输出为低电平信号，此时上述串联支路中没有支路电流，因此也不存在电流过零点。由此可以推断，在驱动电路401没有产生驱动信号使双向可控硅导通，但端电压检测电路402的输出为高电平信号，上述串联支路中存在支路电流且支路电流有过零点，处理器404可以判断此时双向可控硅两端实际处于导通状态，即双向可控硅两端处于短路状态；在驱动电路401没有产生驱动信号使双向可控硅导通，但端电压检测电路402的输出为方波信号，上述串联支路中存在支路电流但支路电流没有过零点时，处理器404可以判断此时双向可控硅相当于二极管，可以在没有触发信号的作用下单向导通，即双向可控硅处于二极管模式；在驱动电路401产生驱动信号使双向可控硅导通，但端电压检测电路402输出低电平信号，上述串联支路中没有支路电流时，处理404可以判断此时双向可控硅实际处于没有导通的状态，即双向可控硅处于开路状态。

本发明实施例中，若端电压检测电路402采用上述第一实施例中的电路结构，结合本实施例中上述检测检测原理，可以得到另一种识别双向可控硅工作状态的真值表，如表3所示：

表3双向可控硅工作状态真值表

根据上表3所示的双向可控硅工作状态真值表，可控硅工作状态检测装置中的处理器404可以根据驱动电路401是否产生触发信号、端电压检测电路402输出信号V_out的波形以及双向可控硅所在支路的支路电流是否存在过零点识别双向可控硅的工作状态。例如，若处理器没有控制驱动电路产生触发信号，端电压检测电路的输出信号V_out为方波信号，且根据电阻电压检测电路的输出判断出支路电流没有过零点，则通过查询表3对应的双向可控硅工作状态真值表，处理器即可识别出双向可控硅处于二极管模式。

根据上述分析可知，上述支路电流是否有过零点可换成是否存在支路电流，即识别双向可控硅工作状态的真值表还可以如下表4所示：

表4双向可控硅工作状态真值表

根据上表4所示的双向可控硅工作状态真值表，可控硅工作状态检测装置中的处理器404可以根据驱动电路401是否产生触发信号、端电压检测电路402输出信号V_out的波形以及双向可控硅所在支路是否有支路电流识别双向可控硅的工作状态。例如，若处理器没有控制驱动电路产生触发信号，端电压检测电路的输出信号V_out为方波信号，且双向可控硅所在的支路在二分之一电压周期内有支路电流，在另外二分之一电压周期内没有支路电流，则通过查询表4对应的双向可控硅工作状态真值表，处理器即可识别出双向可控硅处于二极管模式。

在一种可能的设计中，电阻电压检测电路403可以是如图5所示的电路结构，如图5所示，该电阻电压检测电路包括一个差分放大器和一个过零比较器，其中，差分放大器的正向输入端连接图4中分流电阻的第一端，反向输入端连接分流电阻的第二端，差分放大器的输出端连接过零比较器的反向输入端，过零比较器的正向输入端接地，输出端连接处理器。处理器404根据该电阻电压检测电路检测双向可控硅所在支路中的支路电流是否具有过零点的原理为：当双向可控硅在正常状态时，在电源电压的正半周期内，上述差分放大器的输出电压为正，即过零比较器的反向输入端的输入电压大于零，因为过零比较器正向输入端的接地，即参考电压为零，过零比较器的输入电压大于参考电压，过零比较器此时输出低电平；在电源电压的负半周期，差分放大器的输出电压为负，即过零比较器的反向输入端的输入电压小于零，过零比较器的输入电压小于参考电压，过零比较器此时输出高电平，因此，处理器404可以根据电阻电压检测电路403输出的信号是否为占空比为百分之五十的方波确定支路电流是否具有过零点，若输出信号是占空比为百分之五十的方波，则确定支路电流具有过零点，若输出信号不是占空比为百分之五十的方波，则确定支路电流不具有过零点。

本发明实施例通过在双向可控硅的两端并联端电压检测电路，端电压检测电路根据检测到的双向可控硅两个主电极两端的端电压，产生与所述端电压对应的电平信号，进一步的，该装置还可以包括电阻电压检测电路，通过检测双向可控硅所在支路中分流电阻的电压，判断双向可控硅所在支路的支路电流是否具有电流过零点，进而使处理器根据上述电平信号、驱动电路是否产生驱动信号以及支路电流是否具有过零点识别双向可控硅的工作状态，并可以在双向可控硅发生故障时发出报警信息，保护电路安全。

请参阅图6，图6是本发明第三实施例提供的一种可控硅工作状态检测装置的结构示意图，本实施例进一步提出无分流电阻的可控硅工作状态检测电路，通过测量可控硅门极和第一阳极之间的电压，间接获取双向可控硅所在支路的支路电流是否存在过零点。如图6所示，可控硅工作状态检测装置600与工作电路610连接，该工作电路610包括继电器触点、负载以及双向可控硅，其中，继电器触点的第一端连接交流电源的第一端，第二端连接负载的第一端，负载的第二端连接双向可控硅的第一阳极，双向可控硅的第二阳极连接交流电源的第二端。可控硅工作状态检测装置600包括：驱动电路601、端电压检测电路602、门极电压检测电路603以及处理器604，其中，

驱动电路601用于在处理器604的控制下产生触发信号，控制双向可控硅的导通；

所述端电压检测电路用于检测所述双向可控硅第一阳极与第二阳极两端的端电压，并根据所述端电压输出电平信号；

门极电压检测电路603与处理器604连接，用于检测双向可控硅门极与第一阳极之间的门极电压，以使处理器604根据门极电压判断双向可控硅所在串联支路中的支路电流是否具有过零点；

处理器604用于根据电平信号、驱动电路是否产生触发信号以及双向可控硅所在支路电流是否具有过零点，识别双向可控硅的工作状态，其中，双向可控硅的工作状态包括正常状态、短路状态、二极管模式以及开路状态，二极管模式时双向可控硅等效于一个二极管，在不需要触发信号的情况下即可以单向导通，但不能双向导通。

本发明实施例中，双向可控硅的门极与第一阳极之间的门极电压V_G-T1的电压特性直接反映可控硅导通的电流的情况，双向可控硅所在支路电流过零点的时刻也是可控硅换相的时刻，即双向可控硅门极电压V_G-T1的电压过零点即为双向可控硅所在支路中的支路电流的过零点。因此，可以通过测量可控硅的门极电压，间接获取双向可控硅所在支路的支路电流是否存在过零点。如图7所示，当门极电压V_G-T1为下降窄脉冲时，为双向可控硅门极电压过零点，即双向可控硅所在支路中的支路电流的过零点，门极电压检测电路603此时会产生电流过零点信号并发送给处理器，以供处理器604判断此时支路电流有过零点，处理器604根据端电压检测电路的电平信号、驱动电路是否产生触发信号以及双向可控硅所在支路电流是否具有过零点，识别双向可控硅的工作状态的原理在上述第二实施例中已经进行详细阐述，在此不再赘述。

请参见图8，图8是本发明实施例提供的一种可控硅工作状态检测方法的流程示意图，该方法运用于可控硅工作状态检测装置，包括：

801、获取触发信号的触发状态。

其中，所述触发信号用于触发电路中的双向可控硅导通，触发信号由处理器控制驱动电路产生，触发信号的触发状态包括产生触发信号和没有产生触发信号。

802、检测双向可控硅第一阳极和第二阳极两端的端电压，并根据所述端电压产生电平信号。

其中，双向可控硅的第一阳极和第二阳极为除门极之外的两个主电极，通过端电压检测电路检测双向可控硅两个主电极之间的端电压，若端电压为电源电压，则输出低电平信号，若为通态峰值电压，则输出高电平信号。

803、根据所述触发信号的触发状态以及所述电平信号，识别所述双向可控硅的工作状态。

其中，所述工作状态包括正常状态、短路状态、二极管模式以及开路状态。识别工作状态的方法为：在没有产生触发信号，且所述电平信号为持续低电平信号的情况下，识别出所述双向可控硅处于正常状态；在没有产生触发信号，且所述电平信号为持续高电平信号的情况下，识别出所述双向可控硅处于短路状态；在没有产生触发信号，且所述电平信号为方波信号的情况下，识别所述双向可控硅处于二极管模式；在产生触发信号，且所述电平信号为持续低电平信号的情况下，识别所述双向可控硅处于开路状态；在产生触发信号，且所述电平信号为持续高电平信号的情况下，识别所述双向可控硅处于正常状态。

可选地，上述方法还可以包括：判断双向可控硅所在串联支路中的支路电流是否具有过零点。通过判断串联支路中的支路电流是否具有过零点，进而可以根据触发信号的触发状态、所述电平信号以及所述支路电流是否具有过零点识别所述双向可控硅的工作状态。识别方法为：在没有产生触发信号、所述电平信号为持续低电平信号且没有电流过零点的情况下，识别出所述双向可控硅处于正常状态；在没有产生触发信号、所述电平信号为持续高电平信号且有电流过零点的情况下，识别出所述双向可控硅处于短路状态；在没有产生触发信号、所述电平信号为方波信号且没有电流过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于二极管模式；在产生触发信号、所述电平信号为持续低电平信号且没有电流过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于开路状态；在产生触发信号、所述电平信号为持续高电平信号且有电流过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于正常状态。

参见图9，图9是本发明另一实施例提供的一种设备示意框图。如图所示的本实施例中的设备可以包括：一个或多个处理器901；一个或多个输入设备902，一个或多个输出设备903和存储器904。上述处理器901、输入设备902、输出设备903和存储器904通过总线905连接。存储器902用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，处理器901用于执行存储器902存储的程序指令。其中，处理器901被配置用于调用所述程序指令执行：

获取触发信号的触发状态，其中，所述触发信号用于触发电路中的双向可控硅导通，触发信号的触发状态包括产生触发信号和没有产生触发信号；

检测双向可控硅第一阳极和第二阳极两端的端电压，并根据所述端电压产生电平信号；

根据所述触发信号的触发状态以及所述电平信号，识别所述双向可控硅的工作状态，其中，所述工作状态包括短路状态、二极管模式以及开路状态。

应当理解，在本发明实施例中，所称处理器901可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

输入设备902可以包括触控板、指纹采传感器(用于采集用户的指纹信息和指纹的方向信息)、麦克风等，输出设备903可以包括显示器(LCD等)、扬声器等。

该存储器904可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器901提供指令和数据。存储器904的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器904还可以存储设备类型的信息。

具体实现中，本发明实施例中所描述的处理器901、输入设备902、输出设备903可执行本发明实施例提供的双向可控硅工作状态检测方法中所描述的实现方式，也可执行本发明实施例所描述的装置的实现方式，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的电路及步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述电路的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

另外，在本发明各个实施例中的各功能电路可以集成在一个处理单元中，也可以是各个电路单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种可控硅工作状态检测装置，其特征在于，包括：驱动电路、端电压检测电路以及处理器，其中，

所述驱动电路与所述处理器连接，所述端电压检测电路与所述处理器连接；

所述驱动电路用于在所述处理器的控制下产生触发信号，控制双向可控硅的导通；

所述端电压检测电路用于检测所述双向可控硅第一阳极与第二阳极两端的端电压，并根据所述端电压输出电平信号；

所述处理器用于根据所述电平信号以及所述驱动电路是否产生所述触发信号，识别所述双向可控硅的工作状态，其中，所述工作状态包括短路状态、二极管模式以及开路状态。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述根据所述电平信号以及所述驱动电路是否产生所述触发信号，识别所述双向可控硅的工作状态，具体包括：

在所述驱动电路没有产生触发信号，且所述电平信号为高电平信号的情况下，识别所述双向可控硅处于短路状态；或者，

在所述驱动电路没有产生触发信号，且所述电平信号为方波信号的情况下，识别所述双向可控硅处于二极管模式；或者，

在所述驱动电路产生触发信号，且所述电平信号为低电平信号的情况下，识别所述双向可控硅处于开路状态。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：电阻电压检测电路，所述电阻电压检测电路与所述处理器连接，用于检测所述双向可控硅所在串联支路中分流电阻两端的电阻电压，以使所述处理器根据所述电阻电压判断所述串联支路中支路电流是否具有过零点，并根据所述电平信号、所述驱动电路是否产生所述触发信号以及所述支路电流识别所述双向可控硅的工作状态。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：门极电压检测电路，所述门极电压检测电路与所述处理器连接，用于检测所述双向可控硅门极与第一阳极之间的门极电压，以使所述处理器根据所述门极电压判断所述双向可控硅所在串联支路中的支路电流是否具有过零点，并根据所述电平信号、所述驱动电路是否产生所述触发信号以及所述支路电流识别所述双向可控硅的工作状态。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述根据所述电平信号、所述驱动电路是否产生所述触发信号以及所述支路电流识别所述双向可控硅的工作状态，具体包括：

在所述驱动电路没有产生触发信号、所述电平信号为高电平信号且所述电路中的电流有过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于短路状态；或者，

在所述驱动电路没有产生触发信号、所述电平信号为方波信号且所述负载电流没有过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于二极管模式；或者，

在所述驱动电路产生触发信号、所述电平信号为低电平信号且所述负载电流没有过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于开路状态。

6.一种可控硅工作状态检测方法，其特征在于，包括：

获取触发信号的触发状态，其中，所述触发信号用于触发电路中的双向可控硅导通；

检测双向可控硅第一阳极和第二阳极两端的端电压，并根据所述端电压产生电平信号；

根据所述触发信号的触发状态以及所述电平信号，识别所述双向可控硅的工作状态，其中，所述工作状态包括短路状态、二极管模式以及开路状态。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述触发信号的触发状态以及所述电平信号，识别所述双向可控硅的工作状态，具体包括：

在没有产生触发信号，且所述电平信号为高电平信号的情况下，识别所述双向可控硅处于短路状态；或者，

在没有产生触发信号，且所述电平信号为方波信号的情况下，识别所述双向可控硅处于二极管模式；或者，

在产生触发信号，且所述电平信号为低电平信号的情况下，识别所述双向可控硅处于开路状态。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：检测所述双向可控硅所在串联支路中分流电阻两端的电阻电压，根据所述电阻电压判断所述串联支路中支路电流是否具有过零点，并根据所述触发信号的触发状态、所述电平信号以及所述支路电流识别所述双向可控硅的工作状态。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：检测所述双向可控硅门极与第一阳极之间的门极电压，根据所述门极电压判断所述双向可控硅所在串联支路中的支路电流是否具有过零点，并根据所述触发信号的触发状态、所述电平信号以及所述支路电流识别所述双向可控硅的工作状态。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述根据所述触发信号的触发状态、所述电平信号以及所述支路电流识别所述双向可控硅的工作状态，具体包括：

在没有产生触发信号、所述电平信号为高电平信号且所述支路电流有过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于短路状态；或者，

在没有产生触发信号、所述电平信号为方波信号且所述支路电流没有过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于二极管模式；或者，

在产生触发信号、所述电平信号为低电平信号且所述支路电流没有过零点的情况下，识别所述双向可控硅处于开路状态。