CN204392216U - 一种可控硅触发模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可控硅触发模块，包括：控制器；信号采集单元，其输出端与控制器连接，以将温度电信号至控制器；通讯单元，其输出端与控制器连接，以将指令信号发送至控制器；电量采集单元，其输出端与控制器连接，以将负载的电流信号及电压信号发送至控制器；触发单元；其输入端与控制器连接，输出端与可控硅连接；开关电源；其中，控制器输出控制信号至触发单元，转换为脉冲信号后输入可控硅，从而触发控制可控硅的导通大小，以控制负载发热。本实用新型提供的可控硅触发模块用以解决了现有技术中采用可控硅强电触发存在抗干扰能力差的技术问题。实现了提高可控硅触发模块抗干扰能力的技术效果。

Description

一种可控硅触发模块

技术领域

本实用新型涉及电加热技术领域，尤其涉及一种可控硅触发模块。

背景技术

当前用于电加热领域的触发器或触发模块，多采用固态继电器触发技术或可控硅强触发技术。

采用固态继电器触发存在额定电流范围小的问题。

采用可控硅强电触发技术能解决固态继电器额定电流范围小的技术问题，但主要元器件工作在400V的强电压环境，由于系统工作于高压、大电流场合下，可控硅触发瞬间也将产生极高的电流变化率，使得电磁干扰非常明显，而目前触发采用的可控硅强电触发，直接从可控硅A极引入触发电压，抗干扰能力差。

也就是说，现有技术中采用可控硅强电触发存在抗干扰能力差的技术问题。

实用新型内容

本实用新型通过提供一种可控硅触发模块，解决了现有技术中采用可控硅强电触发存在抗干扰能力差的技术问题。

本申请实施例提供了如下技术方案：

一种可控硅触发模块，用于触发可控硅，所述模块包括：

控制器；

信号采集单元，所述信号采集单元的输出端与所述控制器连接，以将采集到的温度信息转化为温度电信号，并发送所述温度电信号至所述控制器；

通讯单元，所述通讯单元的输出端与所述控制器连接，以将接收到的指令信号发送至所述控制器；

电量采集单元，所述电量采集单元的输出端与所述控制器连接，以将采集到的负载的电流信号及电压信号发送至所述控制器；

触发单元，包括：开关型光耦、定时器、或非门、大电流驱动阵列和脉冲变压器；所述开关型光耦的输入端与所述控制器连接；所述开关型光耦的输出端和所述定时器的输出端均与所述或非门的输入端连接；所述或非门的输出端与所述大电流驱动阵列的输入端连接；所述大电流驱动阵列的输出端与所述脉冲变压器的输入端连接；所述脉冲变压器的输出端与所述可控硅连接；

开关电源，所述开关电源与所述控制器、所述信号采集单元、所述通讯单元、所述电量采集单元和所述触发单元均连接，以提供电源供电；

其中，所述控制器根据所述温度电信号、所述指令信号、所述电流信号和所述电压信号输出控制信号至所述开关型光耦隔离后，再与所述定时器输出的时序信号一同输入所述或非门生成时序控制信号，所述时序控制信号再经所述大电流驱动阵列放大电流后，输入所述脉冲变压器转换为脉冲信号后输入所述可控硅，从而触发所述可控硅导通，并控制所述可控硅的导通大小，以控制与所述可控硅连接的所述负载发热。

可选的，所述脉冲变压器的输出端与所述可控硅通过可控硅连接端子连接。

可选的，所述信号采集单元为14位的模数采集芯片。

可选的，所述模块还包括：扩展接口和扩展模块，所述扩展接口与所述控制器连接，所述扩展模块可插入所述扩展接口，以与所述控制器通信。

可选的，所述扩展接口为集成电路总线接口；所述扩展模块上设置有显示单元。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供的可控硅触发模块，由控制器根据接收到的温度电信号、指令信号、负载电流信号和负载电压信号来综合计算输出控制信号；再通过开关型光耦隔离触发时的干扰，并经或非门转为时序控制信号后，由大电流驱动阵列将信号电流放大至满足可控硅触发的要求，再由脉冲变压器将时序控制信号转换为电压幅值满足触发要求且稳定的脉冲信号来触发可控硅，避免用控制信号直接触发可控硅导致的强电压环境，通过开关型光耦和脉冲变压器隔离触发可实现将脉冲环境控制到100V左右，进而减少电磁干扰，提高所述可控硅触发模块的抗干扰能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中可控硅触发模块的结构图；

图2为本申请实施例中脉冲变压器的连接图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种可控硅触发模块，解决了现有技术中采用可控硅强电触发存在的抗干扰能力差的技术问题。实现了提高所述可控硅触发模块的抗干扰能力的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：

本申请提供一种可控硅触发模块，用于触发可控硅，所述模块包括：

控制器；

信号采集单元，所述信号采集单元的输出端与所述控制器连接，以将采集到的温度信息转化为温度电信号，并发送所述温度电信号至所述控制器；

通讯单元，所述通讯单元的输出端与所述控制器连接，以将接收到的指令信号发送至所述控制器；

电量采集单元，所述电量采集单元的输出端与所述控制器连接，以将采集到的负载的电流信号及电压信号发送至所述控制器；

触发单元，包括：开关型光耦、定时器、或非门、大电流驱动阵列和脉冲变压器；所述开关型光耦的输入端与所述控制器连接；所述开关型光耦的输出端和所述定时器的输出端均与所述或非门的输入端连接；所述或非门的输出端与所述大电流驱动阵列的输入端连接；所述大电流驱动阵列的输出端与所述脉冲变压器的输入端连接；所述脉冲变压器的输出端与所述可控硅连接；

开关电源，所述开关电源与所述控制器、所述信号采集单元、所述通讯单元、所述电量采集单元和所述触发单元均连接，以提供电源供电；

其中，所述控制器根据所述温度电信号、所述指令信号、所述电流信号和所述电压信号输出控制信号至所述开关型光耦隔离后，再与所述定时器输出的时序信号一同输入所述或非门生成时序控制信号，再经所述大电流驱动阵列放大电流后，输入所述脉冲变压器转换为脉冲信号后输入与所述可控硅，从而触发所述可控硅导通，并控制所述可控硅的导通大小，以控制与所述可控硅连接的所述负载发热。

通过上述内容可以看出，由控制器根据接收到的温度电信号、指令信号、负载电流信号和负载电压信号来综合计算输出控制信号；再由开关型光耦隔离触发时的干扰，并经或非门转为时序控制信号后，由大电流驱动阵列将信号电流放大至满足可控硅触发的要求，再由脉冲变压器将时序控制信号转换为电压幅值满足触发要求且稳定的脉冲信号来触发可控硅，避免用控制信号直接触发可控硅导致的强电压环境，通过开关型光耦和脉冲变压器隔离触发可实现将脉冲环境控制到100V左右，进而减少电磁干扰，提高所述可控硅触发模块的抗干扰能力。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

在本实施例中，提供了一种可控硅触发模块，请参考图1，图1为本申请实施例中可控硅触发模块的结构图，所述可控硅触发模块用于触发可控硅101，所述模块包括：

控制器102；

信号采集单元103，所述信号采集单元103的输出端与所述控制器102连接，以将采集到的温度信息转化为温度电信号，并发送所述温度电信号至所述控制器102；

通讯单元104，所述通讯单元104的输出端与所述控制器102连接，以将接收到的指令信号发送至所述控制器102；

电量采集单元105，所述电量采集单元105的输出端与所述控制器102连接，以将采集到的负载106的电流信号及电压信号发送至所述控制器102；

触发单元107，包括：开关型光耦1071、定时器1072、或非门1073、大电流驱动阵列1074和脉冲变压器1075；所述开关型光耦1071的输入端与所述控制器102连接；所述开关型光耦1071的输出端和所述定时器1072的输出端均与所述或非门1073的输入端连接；所述或非门1073的输出端与所述大电流驱动阵列1074的输入端连接；所述大电流驱动阵列1074的输出端与所述脉冲变压器1075的输入端连接；所述脉冲变压器1075的输出端与所述可控硅101连接；

开关电源108，所述开关电源108与所述控制器102、所述信号采集单元103、所述通讯单元104、所述电量采集单元105和所述触发单元107均连接，以提供电源供电；

其中，所述控制器102根据所述温度电信号、所述指令信号、所述电流信号和所述电压信号输出控制信号至所述开关型光耦1071隔离后，再与所述定时器1072输出的时序信号一同输入所述或非门1073生成时序控制信号，所述时序控制信号再经所述大电流驱动阵列1074放大电流后，输入所述脉冲变压器1075转换为脉冲信号后输入与所述可控硅101，从而触发所述可控硅101导通，并控制所述可控硅101的导通大小，以控制与所述可控硅101连接的所述负载106发热。

下面详细介绍所述可控硅触发模块的结构：

在本申请实施例中，所述开关型光耦1071主要用于隔离可控硅101触发时的强电磁干扰，以避免损坏控制器102；所述控制信号与定时器1072输出的时序信号一同输入或非门1073，以生成时序符合要求的时序控制信号；而由于可控硅触发对触发信号的电流大小有要求，故时序控制信号经大电流驱动阵列1074放大电流后再输入脉冲变压器1075，以生成脉冲信号来触发可控硅。

其中，所述控制信号可以为脉冲调制信号；所述脉冲变压器1075可以调节脉冲宽度以满足不同可控硅触发要求。

在本申请实施例中，如图2所示，所述触发单元107的输出端与所述可控硅101通过可控硅连接端子201连接。

具体来讲，所述控制器102输出的控制信号，不直接加在可控硅101的A极，而是通过触发单元107将控制信号转换为电压幅值满足触发要求且稳定的脉冲信号来触发可控硅101，可以实现将脉冲环境控制到100V左右，一方面达到触发可控硅101的要求，另一方面避免了400V的强电压触发环境，进而减少在触发时的电磁干扰，避免多个所述可控硅触发模块一同工作时相互间的干扰，提高所述可控硅触发模块的抗干扰能力。

具体来讲，由于脉冲变压器1075的电压幅值调节功能和大电流驱动阵列1074的电流放大功能，采用开关型光耦隔离1071和脉冲变压器1075隔离触发可控硅101能稳定的触发0A～3000A的可控硅，还能支持多种触发模式和适应不同的负载接线。

在具体实施过程中，可以根据需要将多个触发单元107与所述控制器102连接，以实现对多组可控硅的触发。

在本申请实施例中，所述开关电源108可提供多种电压，以为各单元供电。

在本申请实施例中，所述信号采集单元103为14位的模数采集芯片。

进一步，所述信号采集单元103可以选用两个14位的模数采集芯片TCL7135，以提高采集精度，经验证采集精度可以精确到0.1个字。

在本申请实施例中，所述通讯单元104为支持MODBUS-RTU协议的单元，所述通讯单元104连接的总线上有效带载点数为可以32个。

进一步，所述控制器102为微控制器，所述控制器102还可以与继电器输出单元和/或开关量信号采集单元连接，以实现功能的扩展，其中所述继电器输出单元与所述控制器102间用光耦隔离连接，以减少继电器触发干；所述开关量信号采集单元的输入端与所述控制器102间也采用用光耦隔离连接，以减少开关量信号采集单元干扰。

在本申请实施例中，所述电量采集单元105采集负载106的电流、电压及功率，并反馈至所述控制器102；以使控制器102能稳定输出的控制信号，而实现负载106电压、电流和功率的稳定。

进一步，所述电量采集单元105控制器102间为串行通讯。

在本申请实施例中，所述可控硅触发模块还包括：扩展接口和扩展模块，所述扩展接口与所述控制器102连接，所述扩展模块可插入所述扩展接口，以与所述控制器通信。

进一步，所述扩展接口为集成电路总线接口；所述扩展模块上设置有显示单元，以使操作人员可以通过显示单元设置和查看参数。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本申请实施例提供的可控硅触发模块，由控制器根据接收到的温度电信号、指令信号、负载电流信号和负载电压信号来综合计算输出控制信号；再通过开关型光耦隔离触发时的干扰，并经或非门转为时序控制信号后，由大电流驱动阵列将信号电流放大至满足可控硅触发的要求，再由脉冲变压器将控制信号转换为电压幅值满足触发要求且稳定的脉冲信号来触发可控硅，避免用控制信号直接触发可控硅导致的强电压环境，通过开关型光耦和脉冲变压器隔离触发可实现将脉冲环境控制到100V左右，进而减少电磁干扰，提高所述可控硅触发模块的抗干扰能力。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种可控硅触发模块，用于触发可控硅，其特征在于，所述模块包括：

控制器；

信号采集单元，所述信号采集单元的输出端与所述控制器连接，以将采集到的温度信息转化为温度电信号，并发送所述温度电信号至所述控制器；

通讯单元，所述通讯单元的输出端与所述控制器连接，以将接收到的指令信号发送至所述控制器；

电量采集单元，所述电量采集单元的输出端与所述控制器连接，以将采集到的负载的电流信号及电压信号发送至所述控制器；

触发单元，包括：开关型光耦、定时器、或非门、大电流驱动阵列和脉冲变压器；所述开关型光耦的输入端与所述控制器连接；所述开关型光耦的输出端和所述定时器的输出端均与所述或非门的输入端连接；所述或非门的输出端与所述大电流驱动阵列的输入端连接；所述大电流驱动阵列的输出端与所述脉冲变压器的输入端连接；所述脉冲变压器的输出端与所述可控硅连接；

开关电源，所述开关电源与所述控制器、所述信号采集单元、所述通讯单元、所述电量采集单元和所述触发单元均连接，以提供电源供电；

其中，所述控制器根据所述温度电信号、所述指令信号、所述电流信号和所述电压信号输出控制信号至所述开关型光耦隔离后，所述控制信号再与所述定时器输出的时序信号一同输入所述或非门生成时序控制信号，所述时序控制信号再经所述大电流驱动阵列放大电流后，输入所述脉冲变压器转换为脉冲信号后输入所述可控硅，从而触发所述可控硅导通，并控制所述可控硅的导通大小，以控制与所述可控硅连接的所述负载发热。

2.如权利要求1所述的模块，其特征在于，所述脉冲变压器的输出端与所述可控硅通过可控硅连接端子连接。

3.如权利要求1所述的模块，其特征在于，所述信号采集单元为14位的模数采集芯片。

4.如权利要求1所述的模块，其特征在于，还包括：扩展接口和扩展模块，所述扩展接口与所述控制器连接，所述扩展模块可插入所述扩展接口，以与所述控制器通信。

5.如权利要求4所述的模块，其特征在于，所述扩展接口为集成电路总线接口；所述扩展模块上设置有显示单元。