[發明專利]數字式交流控制器

有效

• 申請號: 201410632788.8
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104615180B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 魏超;游東巖;馮麗欣;魏劭
• 申請（專利權）人: 廈門安普利生物工程有限公司
• 主分類號: G05F1/44
• 分類號: G05F1/44;G05F1/66
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司35218
• 代理人: 李伊飏

技術領域

本發明涉及一種交流負載控制裝置，尤其是需要通過數字式調節的兩相交流感性負載或阻性負載的控制器。

背景技術

目前，對兩相交流負載的控制主要通過變頻控制、移相控制和PWM控制等方式，其中，變頻器控制效果好，但是結構復雜并且成本較高；移相控制電路工作時出現包含高次諧波的缺角正弦波，在換流時刻會出現缺口“毛刺”，造成電源電壓波形畸變和高頻電磁波輻射干擾，大觸發延遲角運行時，功率因數較低。；PWM控制對于感性負載控制效果差，波形輸出差,負載運行不穩定。

發明內容

因此，針對上述的問題，本發明提供了一種數字式交流控制器，通過對其電路結構進行改進，實現控制電路成本，簡化電路，提高可靠性和不同類型負載的適應性，并且同時具備數字式調節能力，使其方便嵌入各種自動化設備中。

為了解決上述技術問題，本發明的思路是：使用CPLD（Complex?Programmable?Logic?Device，復雜可編程邏輯器件）可編程邏輯控制器通過由光耦組成的過零檢測電路，取得220V交流輸入的零點位置，根據主控部分對負載所需輸出的百分比，由CPLD可編程邏輯控制器計算出零點后驅動電路的啟動時間，抵達該時間后輸出對應電平驅動，由隨機相位隔離TRIAC（TRIode?AC?semiconductor?switch，三端雙向交流開關）驅動光耦驅動可控硅輸出對應波形，驅動負載工作，由于CPLD可編程邏輯控制器的高速高實時性使得整個控制過程波形輸出非常穩定，并且可靈活通過編程使用各種不同接口與CPLD可編程邏輯控制器進行通信并確定對負載的調節比例，非常適合數字調節電機轉速、往復式真空泵等。

具體的，本發明的一種數字式交流控制器，包括CPLD可編程邏輯控制器、過零檢測電路、MCU微處理器、交流驅動電路、供電電路及負載電路，過零檢測電路的輸入端接于市電，過零檢測電路的輸出端接于CPLD可編程邏輯控制器的輸入端，CPLD可編程邏輯控制器與MCU微處理器建立雙向通訊連接，CPLD可編程邏輯控制器的輸出端還與交流驅動電路的輸入端連接，交流驅動電路的輸出端接于負載電路的輸入端，負載電路的輸出端接于MCU微處理器的輸入端，供電電路為交流驅動電路供電，其運行原理如下：首先,?MCU微處理器根據實際控制的需要，將負載電路應輸出的百分比轉換為數字信號，并作為CPLD的控制目標輸入數據發送至CPLD可編程邏輯控制器；然后過零檢測電路將市電的交流信號轉化為低壓脈沖信號，以使CPLD可編程邏輯控制器獲得市電的零位信號；最后CPLD可編程邏輯控制器根據控制目標輸入數據以及從過零檢測電路獲取的市電的零位信號，輸出特定的脈沖波形，并發送至交流驅動電路，交流驅動電路輸出的波形傳輸至負載電路，使負載平穩的按照預定功率工作。

其中，作為一個可行的方案，所述過零檢測電路由兩個光耦及外圍器件組成，它們負責將市電的220V交流信號轉化為低壓脈沖信號。

作為另一個可行的方案，所述交流驅動電路由TRIAC三端雙向交流開關、光耦和可控硅組成，隨機相位隔離TRIAC三端雙向交流開關驅動光耦和可控硅，可控硅的選擇需與實際負載相匹配并保留至少50%以上的余量。

本發明通過采用上述電路結構，其有益效果是，可以非常方便的調節交流負載工作，并且具有很高的穩定性，電路結構較為簡單，易于實現，且大部分場合效果與變頻器相當，但總體成本遠低于變頻器。同時，本發明不僅能夠應用于各種感性及阻性負載，并且具備較低的成本，電路結構較為簡單，具有較高的可靠性。

附圖說明

圖1為本發明的實施例1的電路框圖；

圖2為本發明的實施例2的電路框圖；

圖3為本發明的實施例的電路原理圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，現結合附圖和具體實施方式對本發明進一步說明。

為了控制電路成本，簡化電路，提高可靠性和不同類型負載的適應性，并且同時具備數字式調節能力，使其方便嵌入各種自動化設備中，本發明提供一種數字式交流控制器，使其不僅能夠應用于各種感性及阻性負載，并且具備較低的成本，電路結構較為簡單，具有較高的可靠性。

實施例1