CN113206587B - 一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法，该方法包括信号采集、单脉冲群的生成、脉冲的宽窄切换、宽脉冲群通过驱动电路对晶闸管进行控制和双窄脉冲群通过驱动电路对晶闸管进行控制等步骤，本发明的有益效果是，通过同步变压器对控制电网的电压进行采样和降压处理，通过移相触发器将采集的电压信号处理成单脉冲群，通过模拟开关进行宽脉冲群和窄脉冲群的切换，当输出为宽脉冲群时，宽脉冲群直接输送到驱动电路，从而对晶闸管进行控制，当输出为窄脉冲群时，通过双脉冲形成器将其处理为双窄脉冲群，然后输送到控制电路对晶闸管进行控制，从而实现宽/窄脉冲波群的灵活切换，使得使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及晶闸管的控制方法技术领域，具体涉及一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法。
背景技术
晶体闸流管又称做可控硅整流器，晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极；晶闸管工作条件为：加正向电压且门极有触发电流；其派生器件有：快速晶闸管，双向晶闸管，逆导晶闸管，光控晶闸管等，晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
晶闸管装置种类很多，由于晶闸管触发导通后，门极即失去控制作用，为减少门极损耗，一般触发信号采用脉冲形式。
现有技术中，晶闸管的控制方法一般通过脉冲发生器发出的窄脉冲波实现，且窄脉冲波没有经过调制，但是在实际应用的过程中，根据晶闸管的工作方式的不同，有时候需要进行脉冲控制信号的宽/窄切换，比如，在三相全控整流电路的控制中，需要通过双窄脉冲群进行晶闸管的控制，而在单相或者三相交流电路中，需要通过宽脉冲群进行晶闸管的控制，现有技术中的晶闸管控制方法比较单一，不能方便进行宽/窄脉冲波群的灵活切换，从而在具体操作时比较不便。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法，本发明是通过以下技术方案来实现的。
一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法，该方法包括以下步骤：
S1、信号采集：通过同步变压器采集对控制电网的电压进行采样，并将采样的电压信号进行降压处理；
S2、单脉冲群的生成：同步变压器采集的电压信号输送到移相触发器，通过移相触发器生成单脉冲群；
S3、脉冲的宽窄切换：移相触发器生成的单脉冲群通过模拟开关切换输出宽脉冲群或者窄脉冲群；
S4、步骤S3中输出的宽脉冲群直接通过驱动电路对晶闸管进行控制；
S5、步骤S3中输出的窄脉冲群通过双脉冲形成器生成双窄脉冲群，双窄脉冲群通过驱动电路对晶闸管进行控制。
进一步地，步骤S2中，移相触发器为可控硅移相触发器，其型号为KC04，移相触发器通过外界的直流电源供电，KC04可控硅移相触发器自带有分压电阻，通过调节分压电阻可对其产生的单脉冲群的占空比进行调节。
进一步地，步骤S3中，模拟开关的型号为ISL54062，模拟开关具有选通端E、输入端A和输出端B，当选通端E处于选通状态时，输出端B的状态取决于输入端A的状态，当选通端E处于截止状态时，则输出端B呈高阻状态。
进一步地，步骤S3中，模拟开关的输出端连接有高频调制器，高频调制器用于对模拟开关输出的脉冲进行高频调制，从而对输出的脉冲信号进行过滤。
进一步地，步骤S5中，每组双窄脉冲的相位相差60°。
进一步地，驱动电路包括脉冲变压器，脉冲变压器的初级线圈与脉冲控制信号构成电流回路，脉冲变压器的次级线圈的两个接线端分别与晶闸管的门极和阴极电性连接。
进一步地，晶闸管和脉冲变压器的次级线圈所构成的电流回路中连接有第一保护电阻。
进一步地，脉冲控制信号与脉冲变压器的初级线圈所构成的电路回路中串联有第二保护电阻和晶体管放大器。
进一步地，还包括两个导通方向相反的单向二极管串联成的保护电路，保护电路的两端与脉冲变压器的初级线圈的两端电性连接。
本发明的有益效果是，通过同步变压器对控制电网的电压进行采样和降压处理，通过移相触发器将采集的电压信号处理成单脉冲群，通过模拟开关进行宽脉冲群和窄脉冲群的切换，当输出为宽脉冲群时，宽脉冲群直接输送到驱动电路，从而对晶闸管进行控制，当输出为窄脉冲群时，通过双脉冲形成器将其处理为双窄脉冲群，然后输送到控制电路对晶闸管进行控制，从而实现宽/窄脉冲波群的灵活切换，使得使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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：本发明一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法的流程图；
图2：本发明所述驱动电路的连接示意图。
附图标记如下：
PTR-脉冲变压器，TRA-晶体管放大器，D-单向二极管，R1-第一保护电阻，R2-第二保护电阻，VT-晶闸管。
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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，本发明具有以下具体实施例。
实施例1
一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法，该方法包括以下步骤：
S1、信号采集：通过同步变压器采集对控制电网的电压进行采样，并将采样的电压信号进行降压处理；
S2、单脉冲群的生成：同步变压器采集的电压信号输送到移相触发器，通过移相触发器生成单脉冲群；
S3、脉冲的宽窄切换：移相触发器生成的单脉冲群通过模拟开关切换输出宽脉冲群或者窄脉冲群；
S4、步骤S3中输出的宽脉冲群直接通过驱动电路对晶闸管进行控制；
S5、步骤S3中输出的窄脉冲群通过双脉冲形成器生成双窄脉冲群，双窄脉冲群通过驱动电路对晶闸管进行控制。
优选的，步骤S2中，移相触发器为可控硅移相触发器，其型号为KC04，移相触发器通过外界的直流电源供电，KC04可控硅移相触发器自带有分压电阻，通过调节分压电阻可对其产生的单脉冲群的占空比进行调节。
通过同步变压器对控制电网的电压进行采样和降压处理，通过移相触发器将采集的电压信号处理成单脉冲群，通过模拟开关进行宽脉冲群和窄脉冲群的切换，当输出为宽脉冲群时，宽脉冲群直接输送到驱动电路，从而对晶闸管进行控制，当输出为窄脉冲群时，通过双脉冲形成器将其处理为双窄脉冲群，然后输送到控制电路对晶闸管进行控制。
优选的，步骤S5中，每组双窄脉冲的相位相差60°。
每组双窄脉冲的相位相差60°，从而使其可以顺利的触发驱动电路。
实施例2
与实施例1不同的地方在于，还包括以下内容：
步骤S3中，模拟开关的型号为ISL54062，模拟开关具有选通端E、输入端A和输出端B，当选通端E处于选通状态时，输出端B的状态取决于输入端A的状态，当选通端E处于截止状态时，则输出端B呈高阻状态。
模拟开关的真值表如下：
| E | A | B |
| 1 | 0 | |
| 1 | 1 | |
| 0 | 0 | 高阻状态 |
即当选通端E处于常开状态时，模拟开关输出宽脉冲群，当选通端E处于循环通断状态时，模拟开关输出窄脉冲群。
实施例3
与实施例2不同的地方在于，还包括以下内容：
步骤S3中，模拟开关的输出端连接有高频调制器，高频调制器用于对模拟开关输出的脉冲进行高频调制，从而对输出的脉冲信号进行过滤。
通过高频调制器将模拟开关输出的脉冲信号进行高频调制，从而实现滤波功能，使得输出的宽脉冲群和窄脉冲群具有更高的质量，从而具有更好的控制效果。
实施例4
与实施例3不同的地方在于，还包括以下内容：
驱动电路包括脉冲变压器，脉冲变压器的初级线圈与脉冲控制信号构成电流回路，脉冲变压器的次级线圈的两个接线端分别与晶闸管的门极和阴极电性连接。
如图2所示，脉冲控制信号作用在脉冲变压器的初级线圈上，从而脉冲变压器的次级线圈上产生感应电流，感应电流输送到晶闸管的门极，从而对晶闸管进行控制。
优选的，晶闸管和脉冲变压器的次级线圈所构成的电流回路中连接有第一保护电阻。
通过第一保护电阻的设置，可以避免晶闸管过流烧坏。
优选的，脉冲控制信号与脉冲变压器的初级线圈所构成的电路回路中串联有第二保护电阻和晶体管放大器。
通过第二保护电阻的设置可以避免晶体管放大器和脉冲变压器的初级线圈过流烧坏，通过晶体管放大器可以将脉冲控制信号进行放大，从而使得脉冲变压器的次级线圈上产生更大的感应电流，使得晶闸管的控制更加可靠。
优选的，还包括两个导通方向相反的单向二极管串联成的保护电路，保护电路的两端与脉冲变压器的初级线圈的两端电性连接。
通过保护电路的设置可以进一步避免脉冲变压器的初级线圈被烧坏。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1、信号采集：通过同步变压器采集对控制电网的电压进行采样，并将采样的电压信号进行降压处理；
S2、单脉冲群的生成：同步变压器采集的电压信号输送到移相触发器，通过移相触发器生成单脉冲群；
S3、脉冲的宽窄切换：移相触发器生成的单脉冲群通过模拟开关切换输出宽脉冲群或者窄脉冲群；
S4、步骤S3中输出的宽脉冲群直接通过驱动电路对晶闸管进行控制；
S5、步骤S3中输出的窄脉冲群通过双脉冲形成器生成双窄脉冲群，双窄脉冲群通过驱动电路对晶闸管进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法，其特征在于：步骤S2中，所述移相触发器为可控硅移相触发器，其型号为KC04，移相触发器通过外界的直流电源供电，KC04可控硅移相触发器自带有分压电阻，通过调节分压电阻可对其产生的单脉冲群的占空比进行调节。
3.根据权利要求1所述的一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法，其特征在于：步骤S3中，所述模拟开关的型号为ISL54062，模拟开关具有选通端E、输入端A和输出端B，当选通端E处于选通状态时，输出端B的状态取决于输入端A的状态，当选通端E处于截止状态时，则输出端B呈高阻状态。
4.根据权利要求1所述的一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法，其特征在于：步骤S3中，所述模拟开关的输出端连接有高频调制器，高频调制器用于对模拟开关输出的脉冲进行高频调制，从而对输出的脉冲信号进行过滤。
5.根据权利要求1所述的一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法，其特征在于：步骤S5中，每组双窄脉冲的相位相差60°。
6.根据权利要求1所述的一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法，其特征在于：所述驱动电路包括脉冲变压器，所述脉冲变压器的初级线圈与脉冲控制信号构成电流回路，脉冲变压器的次级线圈的两个接线端分别与晶闸管的门极和阴极电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法，其特征在于：所述晶闸管和脉冲变压器的次级线圈所构成的电流回路中连接有第一保护电阻。
8.根据权利要求6所述的一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法，其特征在于：所述脉冲控制信号与脉冲变压器的初级线圈所构成的电路回路中串联有第二保护电阻和晶体管放大器。
9.根据权利要求8所述的一种通过脉冲宽度控制晶闸管的方法，其特征在于：还包括两个导通方向相反的单向二极管串联成的保护电路，所述保护电路的两端与脉冲变压器的初级线圈的两端电性连接。
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