CN201298812Y - 输出周期可控的交流电源控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字化精周期计数方式的输出周期可控的交流电源控制装置，它包括交流电源输入端、双向晶闸管、过零触发电路、2个隔离整流整形电路、预置电路、显示/计数电路、单片机和可控输出端。它首先通过隔离整流整形电路对交流电源进行隔离、整流和整形，把交流信号转换成与单片机匹配的脉冲数字电平信号；然后作为外中断信号输入到单片机，交流电源每个半波都使单片机产生一次中断，中断程序通过显示/计数电路计数；再和通过预置电路输入的标准要求输出的周期数数据进行比较运算，根据运算结果确定何时打开或关闭过零触发电路，使双向晶闸管导通或关断来实现输出的控制。

Description

输出周期可控的交流电源控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种采用数字化精准周期计数方式的交流电源控制装置。

背景技术

由于外部电网遭受雷击、电压感应等干扰，以及电子电器产品本身发生故障等方面的原因，电子电器产品可能会承受瞬时大电流，从而损坏电子电器产品甚至带来安全隐患。因此，有不少产品技术标准规定需要对产品进行瞬时大电流过载试验。其“瞬时”的定义是N个交流电源输出周期(N＝1，2，3等)，对于50Hz市电，交流电源的周期为20ms。

“过载”是额定电流的N倍(N＝1，1.2，1.5，2等)。由于并无现成仪器可供采购，我们研制了输出周期数可控的交流电源控制装置。

市电电源的特点是连续输出，其输出周期数无法定量控制，也无法精准形成完整的波形，即其通断瞬间的相位是随机的。

装置研发的技术难点在于非常短时间(例如，1个周期为20ms，2个周期为40ms)的交流电源周期应准确输出。

传统的采用计时方式来进行晶闸管通断控制进而实现输出时间控制，可能由于市电周期的波动或计时误差而带来误差，晶闸管的过零关断特性导致最大误差可达半个周期。当计时到T(例如20ms)时，电路发出晶闸管关断信号，但此时电源波形不是处于0°相位，因此需要等到波形再次归于0°相位才能实际关断电源。这种情况的发生主要是由于T计时不准确或者电源频率(或周期)本身波动而产生△T的时延。由于△T的时延而导致交流电源输出多了半个周期。从而导致产品试验条件超出标准要求，不能准确作出试验结论。

实用新型内容

针对以上的不足，本实用新型提出了一种输出周期可控的交流电源控制装置。传统的计时控制方式采用的是模拟计时控制，而该控制装置采用的是数字化精准周期计数控制。

输出周期可控的交流电源控制装置包括交流电源输入端、双向晶闸管、过零触发电路、2个隔离整流整形电路、预置电路、显示/计数电路、单片机和可控输出端。交流电源输入端用于外部交流电的接入；双向晶闸管用于控制可控输出端电流的输出；过零触发电路根据预置电路设置的标准要求，通过单片机控制其本身，用于控制双向晶闸管的导通和关断状态；2个隔离整流整形电路一个用于对输入端的输入电流进行整形，一个用于对可控输出端的输出电流进行整形，形成与单片机匹配的脉冲数字电平信号，作为外中断信号输入到单片机。预置电路用于输入对整个控制电路的标准要求；显示/计数电路用于显示和统计已输出电源的周期数；单片机用于控制整个控制装置，并且通过外部中断信号计数，通过预置电路输入的标准要求的周期数数据进行比较运算，根据运算结果来确定何时打开或关闭过零触发电路；可控输出端用于电流输出。

所述单片机用型号为AT89C2051单片机。

该控制装置内部电路首先通过隔离整流整形电路对交流电源进行隔离、整流和整形，把交流信号转换成与单片机匹配的脉冲数字电平信号，然后作为外中断信号输入到单片机，交流电源每个半波都使单片机产生一次中断，中断程序通过显示/计数电路计数，和通过预置电路输入的标准要求输出的周期数数据进行比较运算，根据运算结果来确定何时打开或关闭过零触发电路，使双向晶闸管导通或关断来实现输出的控制。

输出周期数可控的交流电源控制装置，可设置正弦交流电源周期输出个数，从而实现被测样品瞬间超大负荷过载试验，模拟、评估被测样品承受瞬间超大负荷过载电流或电压的能力。由于可以输出精准的正弦交流电源周期个数，避免由于正弦交流电源周期个数输出误差而对电子电器产品施加过应力，从而对产品承受瞬间超大负荷过载能力造成误判。

附图说明

图1为输出周期数可控的交流电源控制装置电路原理图；

图2为输出周期数可控的交流电源控制装置控制原理图；

图3为该控制装置实际应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述。

如图1所示，输出周期可控的交流电源控制装置包括交流电源输入端(1)、双向晶闸管(2)、过零触发电路(3)、隔离整流整形电路(4)/(5)、预置电路(6)、显示/计数电路(7)、单片机(8)和可控输出端(9)。

如图2所示，输出周期可控的交流电源控制装置装置采用单片机智能控制技术，配合过零触发电路(3)和双向晶闸管电路(2)。首先其隔离整流整形电路(4)/(5)对输入和输出交流分别进行隔离、整流和整形，把交流电源信号转换成与单片机(8)匹配的脉冲电平信号，然后作为外中断信号输入到单片机(8)，输入和输出交流电源电信号每一个半波都使单片机产生一次中断，中断程序通过显示/计数电路(7)计数，和通过预置电路(6)输入的标准要求的周期数数据进行比较运算，根据运算结果来确定何时打开或关闭过零触发电路(7)，从而使双向晶闸管(2)导通或关断来实现输出的控制，显示/计数电路(7)将显示已输出的电源周期数。

控制装置的实际应用示意图见图3。其中取样电阻和记忆示波器用于对控制器输出周期实施观察监控，可调负载可以调节负载电流大小。

装置的相关技术指标如下：

交流电源最大电压：300Vrms

交流电源最大电流：150Apeak

交流电源最高频率：500Hz

工作方式：单次、多次可选

输出波形周期：0.5个周期-32767.5个周期可调

Claims (2)

1、一种输出周期可控的交流电源控制装置，其特征在于，它包括交流电源输入端(1)、双向晶闸管(2)、过零触发电路(3)、隔离整流整形电路(4)/(5)、预置电路(6)、显示/计数电路(7)、单片机(8)和可控输出端(9)：

交流电源输入端(1)用于外部交流电的接入；

双向晶闸管(2)用于控制可控输出端电流的输出；

过零触发电路(3)根据预置电路设置的标准要求，通过单片机(8)控制其本身，用于控制双向晶闸管(2)的导通和关断状态；

隔离整流整形电路(4)用于对输入端的输入电流进行隔离、整流和整形，(5)用于对可控输出端的输出电流进行隔离、整流和整形，形成与单片机匹配的脉冲数字电平信号，作为外中断信号输入到单片机；

预置电路(6)用于输入对整个控制电路的标准要求；

显示/计数电路(7)用于显示和统计已输出电源的周期数；

单片机(8)用于控制整个控制装置，并且通过外部中断信号产生一次中断，计数中断次数，通过预置电路(6)输入的标准要求的周期数数据进行比较运算，根据运算结果来确定何时打开或关闭过零触发电路(3)；

可控输出端(9)用于电流输出。

2、根据权利要求1所述的输出周期可控的交流电源控制装置，其特征在于所述单片机(8)用型号为AT89C2051单片机。

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