CN201821255U - 可控硅调功器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及调功装置，具体的说是涉及一种可控硅调功器。本实用新型针对传统可控硅调功器的保护系统功能不完善，对部分故障无法识别判断，导致容易烧坏负载设备的不足，提出一种新型的具备更加完善保护功能的可控硅调功器。其技术方案的要点是：可控硅调功器，包括可控硅、触发控制电路、保护系统；还包括断路器，所述断路器连接电源、可控硅及保护系统；所述触发控制电路连接可控硅及保护系统。本实用新型的有益效果是：具备过电压，过电流，超温，直流，失控，风扇状态自检、断路保护等功能，使可控硅调功器的自我保护功能更加完善，工作更加稳定、安全、可靠。

Description

可控硅调功器

技术领域

本实用新型涉及调功装置，具体的说是涉及一种可控硅调功器。

背景技术

可控硅调功器由于控制方便，性能较好，在实际中应用非常广泛。如图1所示，传统技术中常用可控硅调功器包括：可控硅、触发控制电路、保护系统；可控硅与负载串联后接入电源，触发控制电路与大功率可控硅触发端相连，保护系统与触发控制电路相连。保护系统是为了保证设备、器件及负载的工作安全，是不可或缺的部分，传统技术中可控硅调功器的保护系统，常见的几种保护方案为：

一、在可控硅通风散热方面采用的风扇为：

1常通式：不进行任何检测，设备主电源一通电，风扇就全速转动，断电就停止转动。“常通式”结构最简单，90％以上的调功器都是采用这种结构。但由于风扇长期连续全速工作，因缺油或粉尘影响，不但噪声大，工作寿命普遍都较低，严重影响可控硅的散热及工作可靠性。

2温控式：当散热器检测点温度升高到某一设定值后，风扇就开始全速转动。低于某一设定值后就停止转动。“温控式”结构复杂些，性能稍好，但是存在滞后启动及不能自检和补偿环境温度变化影响等不足之处，在实际应用中也只有一小部分调功器采用此结构。

二、在电路保护方面目前采取的主要保护结构有：

1.限流及过电流保护电路：正常工作电流被限制在一个设定值内，如因异常情况超过，就关断可控硅进行保护。

2.超温保护电路：通过检测散热器温度，一旦发现该温度超过设定值时，立即关断可控硅进行保护。

传统可控硅调功器保护系统结构较简单，功能少，在一股情况下能较好工作，保护系统能发挥一定的作用。但是，当设备、负载及电源出现一些特别故障时，传统可控硅调功器往往无法应对。比如：1.当负载出现开路或线路发生断路时，负载不能工作，传统可控硅调功器不能检测并及时发出提示。2.当功率器件被击穿造成调功系统全导通进入失控状态时，极易造成因连续不断全负荷工作烧坏负载引发事故，此时传统可控硅调功器不能检测并提供断电控制或报警提示。3.当两只反并联可控硅有一只在工作中因故不能导通，造成单向直流脉冲输出时，传统可控硅调功器不能检测和控制，极易造成功率器件过电流和烧坏感性负载。4.当散热风扇因故损坏或卡住不能转动时，传统可控硅调功器不能检测，只能通过散热器在超温之后的保护来实现，易造成功率器件过热问题。5.当主电源电压超过上限允许值时，传统可控硅调功器不能检测和提示，此时如果开通工作，更容易烧坏调功器功率器件和负载设备。

以上所曝露出来的缺点和不足，均是由于传统可控硅调功器的保护系统功能不完善造成的，没有充分考虑应用中常出现的特殊故障因素，导致对多种特殊故障无法检测判断，不能实现安全保护，易造成系统工作异常、电气设备损坏，甚至发生安全事故等。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对传统可控硅调功器的保护系统功能不完善，对部分故障无法识别判断，导致容易烧坏负载设备的不足，提出一种新型的具备更加完善保护功能的可控硅调功器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：可控硅调功器，包括可控硅、触发控制电路、保护系统；还包括断路器，所述断路器连接电源、可控硅及保护系统；所述触发控制电路连接可控硅及保护系统。

所述保护系统还包括报警显示单元，该报警显示单元包括单片机、显示屏；单片机连接液晶显示屏。

所述保护系统包括散热检测单元，该散热检测单元包括用于检测可控硅的散热器温度和环境温度的双路集成温度传感器、多路比较器及风扇，所述风扇具备双路可控电源；所述多路比较器连接双路集成温度传感器及双路可控电源；所述多路比较器、双路可控电源连接单片机。

所述保护系统还包括风扇自检单元，该风扇自检单元包括放大器、滤波单元；放大器连接滤波单元，滤波单元连接单片机。

所述保护系统还包括过电流检测单元，该过电流检测单元包括依次连接的电流互感器、多路比较器及第一RS触发器；第一RS触发器连接单片机。

所述保护系统还包括直流成分检测单元，该直流成分检测单元包括依次相连的第一整流电路、平衡比较电路、第二RS触发器；第二RS触发器连接单片机。

所述保护系统还包括过压检测单元，该过压检测单元包括依次相连的第二整流电路、桥路比较电路及第三RS触发器；第三RS触发器连接单片机。

所述保护系统还包括失控检测单元，该失控检测单元包括依次相连的异或门、第四RS触发器、与非门；与非门连接单片机。

所述保护系统还包括熔断器检测单元，该熔断器检测单元包括第三整流电路、光电耦合器；第三整流电路连接光电耦合器，光电耦合器连接单片机。

所述显示屏为液晶显示屏。

本实用新型的有益效果是：具备过电压，过电流，超温，直流，失控，风扇状态自检、断路保护等功能，使可控硅调功器的自我保护功能更加完善，工作更加稳定、安全、可靠。

附图说明

图1为传统技术中的可控硅调功器结构框图；

图2为实施例的可控硅调功器结构框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型针对传统可控硅调功器的保护系统功能不完善，对部分故障无法识别判断，导致容易烧坏负载设备的不足，提出一种新型的具备更加完善保护功能的可控硅调功器。相对于传统技术，其改进点在于：1.增加了多个参数检测保护单元(如温差，直流，失控，熔断，过压等)。2.增加了由单片机和显示屏组成的报警显示单元。3.增加了一个电源断路器。通过以上的多项改进措施，使得本实用新型具备了：过电压，过电流，超温，直流，失控，风扇状态自检、断路保护等功能，使可控硅调功器的自我保护功能更加完善，工作更加稳定、安全、可靠。

实施例：

如图2所示，本例中的可控硅调功器包括可控硅、触发控制电路、保护系统；还包括断路器，所述断路器连接电源、可控硅及保护系统；所述触发控制电路连接可控硅及保护系统。保护系统包括报警显示单元及与之相连的散热检测单元、风扇自检单元、电流检测单元、直流成分检测单元、过压检测单元、失控检测单元、熔断器检测单元。

在具体实施上，报警显示单元包括单片机、显示屏；单片机连接液晶显示屏。该单元的作用是：将可控硅调功器的工作状态及有关参数送到单片机进行处理，并由单片机发出控制信号和各种报警信息，并将报警信息通过显示屏进行显示。

散热检测单元包括用于检测可控硅的散热器温度和环境温度的双路集成温度传感器、多路比较器及风扇，所述风扇具备双路可控电源；所述多路比较器连接双路集成温度传感器及双路可控电源；所述多路比较器、双路可控电源连接单片机。该单元的作用是：通过对散热器本体及设备所处环境两个不同点的温度检测并作出智能判断，当散热器的温度比环境温度高并超过一定值时(温升)，说明功率器件已经有一定功耗并开始发热，这时接通风扇低压电源，风扇先以低速工作；如果二点温差进一步加大并超过一定值时，说明功率器件功耗增加发热加剧，这时再把风扇自动切换成全压高速工作状态，以提高通风散热能力。如果器件功耗下降导致温差下降时，再控制风扇降低转速，直至二点温差为0时，风扇停止工作。

风扇自检单元包括放大器、滤波单元；放大器连接滤波单元，滤波单元连接单片机。该单元的作用是：每次系统在通电之后单片机先启动风扇工作自检，然后通过检查风扇电机中霍耳器件输出的脉冲信号来判断风扇是否能正常运转，如果自检正常，就按正常方式工作。如果不能正常工作就报警提示，并且采取措施限制可控硅的电流或导通角等参数，使其降额使用。确保在无风扇吹风散热的不利条件下可控硅安全工作，同时在工作过程中始终保持这种状态检测。

过电流检测单元包括依次连接的电流互感器、多路比较器及第一RS触发器，第一RS触发器连接单片机。该单元的作用是：在工作时能实时检测通过可控硅的主回路电流，当电流达到一个设定值后，说明可控硅已开始产生一定的功耗，这时就需要通风散热，因此就启动风扇工作。如果电流已低于设定值，风扇就停止工作。但如果电流超过上限设定值，就关断可控硅输出同时报警提示。

直流成分检测单元包括依次相连的第一整流电路、平衡比较电路、第二RS触发器，第二RS触发器连接单片机。该单元的作用是：在工作时能实时检测可控硅的输出电源波型对称性，如果发现含有直流成份就关断可控硅，同时报警，从而保护外接的感性负载和可控硅本身。

过压检测单元包括依次相连的第二整流电路、桥路比较电路及第三RS触发器，第三RS触发器连接单片机。该单元的作用是：在工作时能实时检测可控硅的工作电压值，如果超过某一设定的上限值，就关断可控硅，并报警。防止烧坏器件、负载或产生事故。

失控检测单元包括依次相连的异或门、第四RS触发器、与非门，与非门连接单片机。该单元的作用是：通过检测可及时发现并采用报警提示。当功率器件烧坏或击穿短路造成负载全压失控时，通过检测可发出报警提示并通过断路器切断主电源进行保护。

熔断器检测单元包括第三整流电路、光电耦合器，第三整流电路连接光电耦合器，光电耦合器连接单片机。该单元的作用是：当主回路中的熔断器因故烧断时，该部分通过单片机的检测可以及时发现，并采用报警及信息来提示。

本实用新型所要求保护的范围包含但不仅限于实施例，对于保护系统而言，除了实施例中所述的各功能单元结构以外，还有众多其它结构可以实现，上述实施例不能一一穷举，本领域的技术人员容易根据上述描述对本实用新型的方案稍作改动而达到同样的技术效果，其皆属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.可控硅调功器，包括可控硅、触发控制电路、保护系统，所述触发控制电路连接可控硅及保护系统，其特征在于：还包括断路器，所述断路器连接电源、可控硅及保护系统。

2.如权利要求1所述的可控硅调功器，其特征在于：所述保护系统还包括报警显示单元，该报警显示单元包括单片机、显示屏；单片机连接显示屏。

3.如权利要求2所述的可控硅调功器，其特征在于：所述保护系统包括散热检测单元，该散热检测单元包括用于检测可控硅的散热器温度和环境温度的双路集成温度传感器、多路比较器及风扇，所述风扇具备双路可控电源；所述多路比较器连接双路集成温度传感器及双路可控电源；所述多路比较器、双路可控电源连接单片机。

4.如权利要求3所述的可控硅调功器，其特征在于：所述保护系统还包括风扇自检单元，该风扇自检单元包括放大器、滤波单元；放大器连接滤波单元，滤波单元连接单片机。

5.如权利要求4所述的可控硅调功器，其特征在于：所述保护系统还包括过电流检测单元，该过电流检测单元包括依次连接的电流互感器、多路比较器及第一RS触发器，第一RS触发器连接单片机。

6.如权利要求5所述的可控硅调功器，其特征在于：所述保护系统还包括直流成分检测单元，该直流成分检测单元包括依次相连的第一整流电路、平衡比较电路、第二RS触发器，第二RS触发器连接单片机。

7.如权利要求6所述的可控硅调功器，其特征在于：所述保护系统还包括过压检测单元，该过压检测单元包括依次相连的第二整流电路、桥路比较电路及第三RS触发器，第三RS触发器连接单片机。

8.如权利要求7所述的可控硅调功器，其特征在于：所述保护系统还包括失控检测单元，该失控检测单元包括依次相连的异或门、第四RS触发器、与非门；与非门连接单片机。

9.如权利要求8所述的可控硅调功器，其特征在于：所述保护系统还包括熔断器检测单元，该熔断器检测单元包括第三整流电路、光电耦合器；第三整流电路连接光电耦合器，光电耦合器连接单片机。

10.如权利要求2至9任意一项所述的可控硅调功器，其特征在于：所述显示屏为液晶显示屏。 

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