[發明專利]可控硅驅動電路及其驅動方法

在審

• 申請號: 201811428026.0
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109286392A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 平志雄;翟紅雨
• 申請（專利權）人: 嘉興志嘉智能電器有限公司
• 主分類號: H03K17/081
• 分類號: H03K17/081;H03K17/79
• 代理公司: 嘉興啟帆專利代理事務所(普通合伙) 33253
• 代理人: 王大國

1.一種可控硅驅動電路，其特征在于，包括MCU芯片U1、過零信號電路、可控硅觸發電路，所述可控硅驅動電路用于驅動發熱元件Heater，其中：

所述過零信號電路的強電側電路結構包括電阻R45、電阻R46、整流二極管D1、低壓隔離光耦B1，所述電阻R46的一端通過整流二極管D1接于電阻R45的一端，所述電阻R45的另一端接于市電的N線，所述電阻R46的另一端接于低壓隔離光耦B1的第1端，所述低壓隔離光耦B1與市電的L線之間接入電荷保持電路；

所述可控硅觸發電路包括可控硅TRI1、電阻R14、限流電阻R4、低壓隔離光耦B2和電阻R48，所述可控硅TRI1的T2端接于發熱元件Heater，所述可控硅TRI1的T1端接于電荷保持電路，所述可控硅TRI1的T1端同時通過電阻R14接于可控硅TRI1的G端，所述可控硅TRI1的G端通過限流電阻R4接于低壓隔離光耦B2的第1端，所述低壓隔離光耦B2的第3端通過電阻R48接于MCU芯片U1的控制端口。

2.根據權利要求1所述的可控硅驅動電路，其特征在于：

所述電荷保持電路由穩壓二極管D6和電容C2并聯組成，該電荷保持電路用于向可控硅觸發電路提供在有限時間內驅動可控硅TRI1的電荷，上述電荷保持電路向可控硅觸發電路提供的電荷以有且僅有在1個至10個交流周期以內觸發可控硅TRI1為限；

所述整流二極管D1和低壓隔離光耦B1既構成上述電荷保持電路的充電電路，同時也構成高壓電流過零信號發生電路，使得充電電流僅在交流電壓的正半周產生，同時過零信號也僅在交流電壓的正半周產生，負半周電路截止。

3.根據權利要求2所述的可控硅驅動電路，其特征在于，所述過零信號電路的弱電側電路結構包括電阻R3、電阻R5和三極管Q3，所述電阻R3的一端接于低壓隔離光耦B1的第2端，所述電阻R3的另一端接于三極管Q3的基極，所述三極管Q3的集電極同時接于MCU芯片U1的信號輸入端和電阻R5的一端，所述電阻R5的另一端接地。

4.根據權利要求1-3中任一權利要求所述的可控硅驅動電路的可控硅驅動電路驅動方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：在市電L線和N線的兩端同時施加交流電壓以在過零信號電路的弱電側形成具有滯后過零點Δt滯后時間的過零信號；

步驟S2：MCU芯片獲取上述過零信號，并且根據上述過零信號開啟一內部定時器，上述內部定時器用于設定可控硅觸發時間基準t1和可控硅觸發時間基準t2；

步驟S3：MCU芯片根據上述可控硅觸發時間基準t1和可控硅觸發時間基準t2輸出控制信號；

步驟S4：可控硅TRI1由電荷保持電路提供的電荷驅動，可控硅TRI1同時根據上述控制信號驅動發熱元件Heater。

5.根據權利要求4所述的可控硅驅動電路驅動方法，其特征在于，步驟S1具體實施為：

在市電L線和N線的兩端同時施加交流電壓，在交流電壓的正半周，交流電壓超過電容C2兩端電壓Uc2與低壓隔離光耦B1正向觸發電壓Vf之和時，在過零信號電路的弱電側形成具有滯后過零點Δt滯后時間的過零信號。

6.根據權利要求5所述的可控硅驅動電路驅動方法，其特征在于，上述滯后時間Δt為：

7.根據權利要求4所述的可控硅驅動電路驅動方法，其特征在于，步驟S2具體包括以下步驟：

步驟S2.1：MCU芯片獲取上述過零信號，并且根據上述過零信號開啟一內部定時器；

步驟S2.2：延時(T/2-Δt)時間發出交流電壓的控硅觸發時間基準t1；

步驟S2.3：繼續延時T/2時間，發出交流電壓的可控硅觸發時間基準t2。

8.根據權利要求4所述的可控硅驅動電路驅動方法，其特征在于，步驟S3中的控制信號由至少2個的短時觸發片段構成。

9.根據權利要求8所述的可控硅驅動電路驅動方法，其特征在于，相鄰短時觸發片段的間隔為30至200us，各個短時觸發片段的時長為10至100us。

10.根據權利要求4所述的可控硅驅動電路驅動方法，其特征在于，上述由電荷保持電路提供的最大電荷量Q為：

其中，U為交流電源的電壓有效值。