一种适用于宽电压宽频率的晶闸管控制浪涌电流抑制方法与流程

1.本发明涉及变换器技术领域，具体涉及一种适用于宽电压宽频率的晶闸管控制浪涌电流抑制方法。

背景技术：

2.功率因素校正模块(pfc)等交直流变换器在启动过程中对输出电容充电，充电过程会有较大的浪涌电流，若不加以抑制，会显著增加功率器件的电流应力，给设备带来损坏的隐患。因此，输入浪涌电流的大小是评判pfc模块电源性能优劣的关键指标之一。
3.在交直流变换器中常用的输入浪涌电流抑制方案主要有：1)功率电阻配合旁路继电器，由于功率电阻和旁路继电器体积较大，该方案一般应用于大功率配电系统且对体积没有过高要求的场合。2)串联负温度系数热敏电阻(ntc)，该方案是目前比较常见的输入浪涌电流限制方法，电路工作一段时间ntc电阻发热后阻值降低，从而减小串联电阻引起的损耗，但在高功率密度模块电源中还是会带来效率偏低的影响，并且高温启动也达不到较好的抑制效果。3)采用mos管线性区逐渐导通特性来进行浪涌抑制，由电阻电容及稳压管组成延迟驱动电路来驱动mos管，使mos管随着门极电压升高而逐渐导通直至完全导通，从而降低了输入浪涌电流，该方案在原有的基础上增加了过多的器件，不仅成本增加，电路可靠性也随之降低，实际应用场合不多。4)采用晶闸管半控整流技术来进行输入电流浪涌抑制，该方案在硬件上没有串联电阻，也摒弃了复杂的驱动控制电路，完全由软件来控制晶闸管的导通和关断，现有的专利中如中国发明专利cn111342436a中给出了浪涌抑制的电路和方法的实现，专利仅给出了晶闸管驱动脉冲的理论波形，并未给出具体的实施算法。
4.晶闸管半控整流是pfc常用的一种浪涌电流抑制电路，图1给出了晶闸管半控整流系统的电路结构示意图，其主要由输入电压源v
ac
、第一晶闸管vt1、第二晶闸管vt2、第一整流二极管d1、第二整流二极管d2、输出电容co、以及四路boost交错并联组成。浪涌电流抑制的关键是第一、第二晶闸管开通和关断时间的控制，理想情况下，晶闸管第一次开通应该在输入电压半波下降阶段且输出电压比较低的时刻，并且在输入电压半波过零前关断，第二次开通的时刻要比第一次前移，关断时刻保持不变，依此类推直至最后在输入电压半波峰值处开通。即晶闸管的驱动脉宽慢慢增大，关断时刻不变，最终在输入电压峰值处开通后，完成晶闸管浪涌抑制控制，图2给出了晶闸管半控整流理想驱动时序图。而在实际应用场合，工频电网一般为220v/50hz的电压，机载或舰载电源系统一般为115v/400hz的电压，极端情况下电压下限为85v，上限为264v，频率下限为45hz，上限会高达800hz。在这种极端情况下，需要对输入电压的采样信号进行更精确的控制。针对宽电压范围，并且伴随着实际电压半波偏移的问题，如何确定频率计数的起点是一个关键技术难点。另一方面，在800hz高频率输入电压下，晶闸管的关断点离输入电压半波转折点太近会导致晶闸管关断的误判，关断点离输入电压转折点太远又会引起晶闸管有效开通次数较少导致浪涌电流过大，两者互相牵制，因此高频下晶闸管的关断点的确定也是难点之一。
5.总之，现有的输入浪涌电流抑制方案在pfc模块电源中均不能达到预期的效果，针
对该问题，本发明申请一种适用于宽电压宽频率的晶闸管控制输入浪涌电流抑制方法。

技术实现要素：

6.发明目的：本发明的目的在于提供一种适用于宽电压宽频率的晶闸管控制浪涌电流抑制方法，能够准确确定宽电压下的频率计数的起点以及高频下晶闸管的关断点，从而实现对晶闸管驱动脉冲的精准控制。
7.技术方案：本发明的技术方案包括适用于宽电压宽频率的晶闸管控制浪涌电流抑制方法，其特征在于，所述方法基于晶闸管半控整流系统，晶闸管半控整流系统包括主功率电路、采样电路和晶闸管数字控制系统，其中，采样电路与主功率电路连接；所述晶闸管数字控制系统包括输入电压参数获取模块、输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块及晶闸管驱动脉冲产生模块；所述输入电压参数获取模块与输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块、晶闸管驱动脉冲产生模块分别连接，输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块与晶闸管驱动脉冲产生模块连接；所述方法包括以下步骤：
8.(1)采样电路将主功率电路的输入交流信号整流成半波后，分压得到输入电压采样信号vg；
9.(2)将电压采样信号vg输入至输入电压参数获取模块，电压参数获取模块计算出输入电压平均值v
avg
、输入电压滤波值v
fil
和采样周期计数器值n
g_cntnum
；
10.(3)将输入电压平均值v
avg
、输入电压滤波值v
fil
、采样周期计数器值n
g_cntnum
输入至输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块，输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块计算输入电压周期tg、晶闸管开通时间t
on_fly
；
11.(4)将步骤(2)得到的采样周期计数器值n
g_cntnum
，步骤(3)得到的输入电压周期tg、晶闸管开通时间t
on_fly
共同作为晶闸管驱动脉冲产生模块的输入，产生晶闸管驱动脉冲v
gt
。
12.步骤(2)中，所述电压参数获取模块计算出输入电压平均值v
avg
、输入电压滤波值v
fil
和采样周期计数器值n
g_cntnum
，具体包括以下步骤：
13.步骤201：等待输入电压采样结束，采样周期计数器开始计数n
g_cntnum
++，进入步骤202；
14.步骤202：获取输入电压采样值vg，进入步骤203；
15.步骤203：将输入电压采样值进行存表，进入步骤204；
16.步骤204：计算存表值的平均值，得到输入电压平均值v
avg
，进入步骤205；
17.步骤205：将输入电压采样值进行数字滤波，得到输入电压滤波值v
fil
，进入步骤206；
18.步骤206：等待下一个计算周期。
19.步骤(3)中，所述输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块计算输入电压周期tg、晶闸管开通时间t
on_fly
，具体包括以下步骤：
20.步骤301：接收输入电压参数获取模块发送的输入电压平均值v
avg
、输入电压滤波值v
fil
、采样周期计数器值n
g_cntnum
，进入步骤302；
21.步骤302：将输入电压滤波值v
fil
的当前值与上个计算周期的输入电压滤波值比较，判断当前输入电压滤波值是否满足连续增加达到固定次数；若是，则进入步骤304；若否，则进入步骤303；
22.步骤303：将固定次数的计数值清零，固定次数的计数值清零之后，返回步骤302；
23.步骤304：输入电压滤波值v
fil
的当前值与上个计算周期的输入电压滤波值比较，判断当前滤波值是否满足不连续增加达到固定次数，若是，则进入步骤305；若否，则返回步骤304；
24.步骤305：判断输入电压滤波值v
fil
是否大于输入电压平均值v
avg
；若是，则进入步骤306；若否，则返回步骤305；
25.步骤306：将采样周期计数器值n
g_cntnum
赋给输入电压周期tg，获得半波两个相邻上升阶段与平均值v
avg
交点的输入电压周期tg，随后进入步骤307；
26.步骤307：将采样周期计数器值n
g_cntnum
清零，并重新开始下一个输入电压周期的计数，即半波上升阶段与平均值v
avg
交点既是n
g_cntnum
计数器开始点，也是n
g_cntnum
计数器结束点，进入步骤308；
27.步骤308：判断输入电压周期tg的值是否小于预设值；若是，则进入步骤310；若否，进入步骤309；
28.步骤309：计算晶闸管开通步进时间t
on
＝tg/256，当输入电压频率小于200hz时，晶闸管脉宽每次递增t
on
＝tg/256；
29.步骤310：将晶闸管开通步进时间t
on
的值赋为1，当输入电压频率大于200hz时，晶闸管脉宽每次递增t
on
＝1，进入步骤311；
30.步骤311：计算累计步进时间t
on_fly
＝t
on_fly
+t
on
，得到晶闸管开通时间，进入步骤312；
31.步骤312：等待下一个计算周期。
32.步骤(4)中，将采样周期计数器值n
g_cntnum
、输入电压周期tg、晶闸管开通时间t
on_fly
共同作为晶闸管驱动脉冲产生模块的输入，产生晶闸管驱动脉冲v
gt
，具体包括以下步骤：
33.步骤401：接收采样周期计数器值n
g_cntnum
、输入电压周期tg和晶闸管开通时间t
on_fly
，进入步骤402；
34.步骤402：判断采样周期计数器n
g_cntnum
是否等于tg*21/32-t
on_fly
，若是，则进入步骤403；若否，则返回步骤402；
35.步骤403：开通晶闸管，进入步骤404；
36.步骤404：判断晶闸管开通时间t
on_fly
是否等于tg/2，若是，则进入步骤405；若否，则进入步骤406；
37.步骤405：缓起结束；
38.步骤406：判断采样周期计数器n
g_cntnum
是否等于tg*21/32，若是，进入步骤407；若否，则返回步骤406；
39.步骤407：关断晶闸管，返回步骤402。
40.所述采样电路包括第三整流二极管d3、第四整流二极管d4、第一采样电阻r1和第二采样电阻r2；所述第三整流二极管d3一端与输入电压源v
ac
的l端连接，第四整流二极管d4一端与输入电压源v
ac
的n端连接,第三整流二极管d3另一端与第四整流二极管d4另一端相连之后串联连接第一采样电阻r1、第二采样电阻r2。
41.所述方法适用的电压输入范围为85～264v，频率输入范围为45～800hz，适用于宽电压宽频率范围。
42.有益效果：本发明的技术方案与现有技术相比，其有益效果在于：(1)本发明针对宽电压输入范围下，半控整流波形频率计数起点确定难点，提出了采用输入电压平均值作为输入电压频率计数的起点，对输入电压采样值进行数字滤波，保证85～264v宽电压输入范围下频率计算的准确性；
43.(2)本发明提出晶闸管整流系统的晶闸管关断点的确定方法，选取系数21/32作为晶闸管关断点判断的依据，保证晶闸管关断点离输入电压半波转折点具有22.4
°
的裕量，能够保证高频800hz下晶闸管可靠关断。
附图说明
44.图1为现有技术中晶闸管半控整流系统的电路结构示意图；
45.图2为现有技术中晶闸管半控整流理想驱动时序图；
46.图3为主功率电路和采样电路的拓补图；
47.图4为晶闸管数字控制系统的结构示意图；
48.图5为输入电压参数获取模块获得采样周期计数器、输入电压平均值和滤波值计算流程图；
49.图6为输入电压半波偏移示意图。
50.图7为输入电压周期和晶闸管开通时间计算流程图；
51.图8为晶闸管开通时间示意图。
52.图9为晶闸管驱动脉冲产生流程图；
53.图10为晶闸管驱动时序示意图；
54.图11为本发明在115v/400hz电网下的实验波形图；
55.图12为本发明在220v/50hz电网下的实验波形图；
56.图13为本发明在85v/400hz电网下的实验波形图；
57.图14为本发明在264v/50hz电网下的实验波形图；
58.图15为本发明在220v/45hz电网下的实验波形图；
59.图16为本发明在115v/800hz电网下的实验波形图。
具体实施方式
60.下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明的技术方案进行详细介绍。
61.如图3和图4所示，本发明的适用于宽电压宽频率的晶闸管控制浪涌电流抑制方法，基于晶闸管半控整流系统，晶闸管半控整流系统包括主功率电路、采样电路和晶闸管数字控制系统。
62.主功率电路由输入电压源v
ac
、第一晶闸管vt1、第二晶闸管vt2、第一整流二极管d1、第二整流二极管d2、输出电容co、以及四路boost交错并联组成；第一晶闸管vt1的一端与第一整流二极管d1的一端连接构成串联桥臂，其中点与输入电压源v
ac
的l端连接；第二晶闸管vt2的一端与第二整流二极管d2的一端连接构成串联桥臂，其中点与输入电压源v
ac
的n端连接；第一晶闸管vt1的另一端与第二晶闸管vt2的另一端连接；第一整流二极管d1的另一端与所述第二整流二极管d2的另一端连接；四路boost交错并联电路电感l1的一端与第一晶闸管vt1和第二晶闸管vt2连接点连接；四路boost交错并联电路开关管q1的一端与第一整流二极
管d1和第二整流二极管d2连接点连接；四路boost交错并联电路二极管d3的一端与输出电容co的一端连接；输出电容co的另一端与四路boost交错并联电路开关管q1的一端、第一整流二极管d1和第二整流二极管d2连接点连接。输出电容co的两端电压记为vo。
63.采样电路包括第三整流二极管d3、第四整流二极管d4、第一采样电阻r1和第二采样电阻r2；采样电路包括第三整流二极管d3、第四整流二极管d4、第一采样电阻r1和第二采样电阻r2。第一整流二极管d1、第二整流二极管d2、第三整流二极管d3、第四整流二极管d4将输入交流信号整流成半波，再由第一采样电阻r1和第二采样电阻r2分压得到输入电压采样信号vg。
64.本发明实例后级采用四路boost交错并联变换器，对本发明实例的技术方案进行描述，需要指出的是，本发明实例的晶闸管整流控制方案同样适用于后级带大电容的其他类型变换器，如buck变换器等；本发明实例的晶闸管整流控制方案同样适用于三相系统，如三相升压或降压变换器等。
65.晶闸管数字控制系统包括包括输入电压参数获取模块101、输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块102、晶闸管驱动脉冲产生模块103；输入电压参数获取模块101与输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块102、晶闸管驱动脉冲产生模块103分别连接，输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块102与晶闸管驱动脉冲产生模块103连接。晶闸管数字控制系统的输入信号为输入电压采样信号vg，数字控制系统的输出为晶闸管驱动脉冲信号v
gt
。
66.本发明的适用于宽电压宽频率的晶闸管控制浪涌电流抑制方法，包括以下步骤：
67.(1)采样电路将主功率电路的输入交流信号整流成半波后，分压得到输入电压采样信号vg；
68.(2)将电压采样信号vg输入至输入电压参数获取模块101，电压参数获取模块101计算出输入电压平均值v
avg
、输入电压滤波值v
fil
和采样周期计数器值n
g_cntnum
；如图5所示，具体工作流程包括以下步骤：
69.步骤201：等待输入电压采样结束，采样周期计数器开始计数n
g_cntnum
++，进入步骤202：
70.步骤202：获取输入电压采样值vg，进入步骤203；
71.步骤203：将输入电压采样值进行存表，进入步骤204；
72.步骤204：计算存表值的平均值，得到输入电压平均值v
avg
，进入步骤205；这里平均值的计算是为后续输入电压周期tg的计算提供判断依据，即步骤305的判断提供判断依据。理想的输入电压半波曲线如图6虚线所示，输入电压周期为两个过零点之间的时间，为防止误判，通常的做法是选一个电压比较值v
com
，半波曲线两个相邻的上升或下降区间与比较值交点之间的时间即为输入电压的周期，需要说明的是选择平均值作为判断依据是基于两个方面考虑。其一，为适应更宽范围的电压，电压比较值v
com
必须关联半波电压的大小，保证v
com
在半波峰值和谷值之间。其二，实际应用场合晶闸管半控整流波形会发生偏移，波形谷值并不会一定到零，如图6的实线所示，偏移的大小也和系统强相关，这给v
com
取值带来了困难。本发明专利将输入电压平均值v
avg
作为比较值v
com
，v
avg
的值不受输入电压范围的影响，必然会在输入电压的峰值和谷值之间，保证半波曲线必然会和v
avg
产生交点。
73.步骤205：将输入电压采样值进行数字滤波，得到输入电压滤波值v
fil
，进入步骤
206；需要指出的是，在相邻的采样周期内，输入采样值之间差别很小，在判断半波连续上升或下降过程中会产生误判，并且含有谐波情况下也极易发生误判的情况，因此这里对输入电压采样值进行了数字滤波的处理。
74.步骤206：等待下一个计算周期。
75.(3)将输入电压平均值v
avg
、输入电压滤波值v
fil
、采样周期计数器值n
g_cntnum
输入至输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块102，输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块102计算输入电压周期tg、晶闸管开通时间t
on_fly
；如图7所示，具体工作流程包括以下步骤：
76.步骤301：接收输入电压参数获取模块发送的输入电压平均值v
avg
、输入电压滤波值v
fil
、采样周期计数器值n
g_cntnum
，进入步骤302；
77.步骤302：将输入电压滤波值v
fil
的当前值与上个周期值比较，判断当前输入电压滤波值是否满足连续增加达到5次；若是，则进入步骤304；若否，则进入步骤303；
78.步骤303：将5次的计数值清零，输入电压滤波值v
fil
没有发生5次连续上升的情况，则意味着此阶段还不是处于半波上升阶段，需要重新判断连续5次上升；5次的计数值清零之后，返回步骤302；
79.步骤304：输入电压滤波值v
fil
的当前值与上个周期值比较，判断当前滤波值是否满足不连续增加达到5次，若是，则进入步骤305；若否，则返回步骤304；
80.经历了5次连续上升(步骤302)和5次非连续上升(步骤304)，可以判定输入电压正处于半波上升阶段，并且此时的输入电压在谷值点附近，会继续上升直至输入电压平均值v
avg
附近。
81.步骤305：判断输入电压滤波值v
fil
是否大于输入电压平均值v
avg
；若是，则进入步骤306；若否，则返回步骤305；
82.步骤306：将采样周期计数器值n
g_cntnum
赋给输入电压周期tg，获得半波两个相邻上升阶段与平均值v
avg
交点的输入电压周期tg，如图6的实线所示，随后进入步骤307；
83.步骤307：将采样周期计数器值n
g_cntnum
清零，并重新开始下一个输入电压周期的计数，即半波上升阶段与平均值v
avg
交点既是n
g_cntnum
计数器开始点，也是n
g_cntnum
计数器结束点，如图6所示，进入步骤308；
84.步骤308：判断输入电压周期tg的值是否小于预设值500；若是，则进入步骤310；若否，进入步骤309；需要指出的是，这里的用数值500来区别输入电压低频和高频的两种步进时间。本发明实施例设置的采样频率为200k，每计数500表示输入电压频率为200hz，计数大于500表示输入电压频率小于200hz，计数小于500表示输入电压频率大于200hz。
85.步骤309：计算晶闸管开通步进时间t
on
＝tg/256，当输入电压频率小于200hz时，晶闸管脉宽每次递增t
on
＝tg/256；如图8所示，即当输入电压频率小于200hz时，晶闸管脉宽每次递增t
on
＝tg/256，例如输入电压频率为100hz，步进长度t
on
为1000/265＝3，输入电压频率为50hz，步进长度t
on
为2000/256＝7，进入步骤311；
86.步骤310：将晶闸管开通步进时间t
on
的值赋为1，当输入电压频率大于200hz时，晶闸管脉宽每次递增t
on
＝1，例如输入电压频率为400hz，步进长度t
on
为1，输入电压频率为800hz时，步进长度t
on
也为1，进入步骤311；
87.步骤311：计算累计步进时间t
on_fly
＝t
on_fly
+t
on
，得到晶闸管开通时间，如图8所示，进入步骤312；
88.步骤312：等待下一个计算周期。
89.(4)将步骤(2)得到的采样周期计数器值n
g_cntnum
，步骤(3)得到的输入电压周期tg、晶闸管开通时间t
on_fly
共同作为晶闸管驱动脉冲产生模块103的输入，产生晶闸管驱动脉冲v
gt
；如图9所示，具体工作流程包括以下步骤：
90.步骤401：接收采样周期计数器值n
g_cntnum
、输入电压周期tg和晶闸管开通时间t
on_fly
，进入步骤402；
91.步骤402：判断采样周期计数器n
g_cntnum
是否等于tg*21/32-t
on_fly
，若是，则进入步骤403；若否，则返回步骤402；
92.步骤403：开通晶闸管，进入步骤404；
93.步骤404：判断晶闸管开通时间t
on_fly
是否等于tg/2，若是，则进入步骤405；若否，则进入步骤406；
94.步骤405：缓起结束；
95.步骤406：判断采样周期计数器n
g_cntnum
是否等于tg*21/32，若是，进入步骤407；若否，则返回步骤406；
96.步骤407：关断晶闸管，返回步骤402。
97.这里需要结合图10对系数21/32的选取进行说明。如图10所示，t1时刻为输入电压平均值与半波上升阶段的交点，此时采样周期计数器n
g_cntnum
＝0，并开始计数，直到下一次输入电压平均值与半波上升阶段交点处清零，整个计数周期为tg。t2时刻为晶闸管开通时刻，即采样周期计数器n
g_cntnum
＝tg*21/32-t
on_fly
时开通晶闸管。t3时刻为晶闸管关断时刻，即采样周期计数器n
g_cntnum
＝tg*21/32时关断晶闸管。当晶闸管开通时间t
on_fly
等于tg/2，晶闸管无需关闭，也即缓起动程序结束。t4为输入电压的半波转折点，t5为当前半波周期的计数结束点，也是下一个半波周期的计数起点。本发明实施例的采样频率为200khz，输入电压50hz时，一个理想半波周期的采样点数为2000，半波下降阶段有1000个计数周期，有足够的时间裕量来控制晶闸管的开通和关断，当输入电压为800hz时，一个半波周期的采样点数为125，半波下降阶段仅有62个计数周期，如果晶闸管的关断点t3离半波转折点太近，会引起关断时刻的误判导致晶闸管控制失效，离半波转折点太远，浪涌电流抑制效果又会大打折扣。经过计算，对于理想的输入电压半波，t1时刻对应的输入电压角度值为39.5
°
，t3时刻对应的角度值为157.6
°
，t4时刻对应的角度值为180
°
，t3和t4之间间隔22.4
°
，可以计算在输入电压800hz时t3和t4之间有15个采样点，离半波转折点具有一定的时间裕量，且t3时刻的电压值为峰值的0.38倍，考虑到软件处理中除法计算分母取2的指数倍，步骤402的系数取值为21/32，保证高频下晶闸管的可靠关断。
98.为进一步说明本控制算法浪涌电流抑制的效果，搭建试验平台，依据本发明所述方法，在电网电压115v/400hz、220v/50hz、85v/400hz、264v/50hz、220v/45hz、115v/800hz条件下分别进行试验，试验波形如图11至图16所示，通道1至通道4分别为母线电压、电网电压馒头波、晶闸管驱动信号以及输入浪涌电流的试验波形，从试验波形图可以明显看出来，本发明控制方法能够适用于宽电网电压宽电网频率场景，能够有效抑制浪涌电流。
99.本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种适用于宽电压宽频率的晶闸管控制浪涌电流抑制方法，其特征在于，所述方法基于晶闸管半控整流系统，晶闸管半控整流系统包括主功率电路、采样电路和晶闸管数字控制系统，其中，采样电路与主功率电路连接；所述晶闸管数字控制系统包括输入电压参数获取模块、输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块及晶闸管驱动脉冲产生模块；所述输入电压参数获取模块与输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块、晶闸管驱动脉冲产生模块分别连接，输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块与晶闸管驱动脉冲产生模块连接；所述方法包括以下步骤：(1)采样电路将主功率电路的输入交流信号整流成半波后，分压得到输入电压采样信号v
g
；(2)将电压采样信号v
g
输入至输入电压参数获取模块，电压参数获取模块计算出输入电压平均值v
avg
、输入电压滤波值v
fil
和采样周期计数器值n
g_cntnum
；(3)将输入电压平均值v
avg
、输入电压滤波值v
fil
、采样周期计数器值n
g_cntnum
输入至输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块，输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块计算输入电压周期t
g
、晶闸管开通时间t
on_fly
；(4)将步骤(2)得到的采样周期计数器值n
g_cntnum
，步骤(3)得到的输入电压周期t
g
、晶闸管开通时间t
on_fly
共同作为晶闸管驱动脉冲产生模块的输入，产生晶闸管驱动脉冲v
gt
。2.根据权利要求1所述的适用于宽电压宽频率的晶闸管控制浪涌电流抑制方法，其特征在于，步骤(2)中，所述电压参数获取模块计算出输入电压平均值v
avg
、输入电压滤波值v
fil
和采样周期计数器值n
g_cntnum
，具体包括以下步骤：步骤201：等待输入电压采样结束，采样周期计数器开始计数n
g_cntnum
++，进入步骤202；步骤202：获取输入电压采样值v
g
，进入步骤203；步骤203：将输入电压采样值进行存表，进入步骤204；步骤204：计算存表值的平均值，得到输入电压平均值v
avg
，进入步骤205；步骤205：将输入电压采样值进行数字滤波，得到输入电压滤波值v
fil
，进入步骤206；步骤206：等待下一个计算周期。3.根据权利要求1所述的适用于宽电压宽频率的晶闸管控制浪涌电流抑制方法，其特征在于，步骤(3)中，所述输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块计算输入电压周期t
g
、晶闸管开通时间t
on_fly
，具体包括以下步骤：步骤301：接收输入电压参数获取模块发送的输入电压平均值v
avg
、输入电压滤波值v
fil
、采样周期计数器值n
g_cntnum
，进入步骤302；步骤302：将输入电压滤波值v
fil
的当前值与上个计算周期的输入电压滤波值比较，判断当前输入电压滤波值是否满足连续增加达到固定次数；若是，则进入步骤304；若否，则进入步骤303；步骤303：将固定次数的计数值清零，固定次数的计数值清零之后，返回步骤302；步骤304：输入电压滤波值v
fil
的当前值与上个计算周期的输入电压滤波值比较，判断当前滤波值是否满足不连续增加达到固定次数，若是，则进入步骤305；若否，则返回步骤304；
步骤305：判断输入电压滤波值v
fil
是否大于输入电压平均值v
avg
；若是，则进入步骤306；若否，则返回步骤305；步骤306：将采样周期计数器值n
g_cntnum
赋给输入电压周期t
g
，获得半波两个相邻上升阶段与平均值v
avg
交点的输入电压周期t
g
，随后进入步骤307；步骤307：将采样周期计数器值n
g_cntnum
清零，并重新开始下一个输入电压周期的计数，即半波上升阶段与平均值v
avg
交点既是n
g_cntnum
计数器开始点，也是n
g_cntnum
计数器结束点，进入步骤308；步骤308：判断输入电压周期t
g
的值是否小于预设值；若是，则进入步骤310；若否，进入步骤309；步骤309：计算晶闸管开通步进时间t
on
＝t
g
/256，当输入电压频率小于200hz时，晶闸管脉宽每次递增t
on
＝t
g
/256；步骤310：将晶闸管开通步进时间t
on
的值赋为1，当输入电压频率大于200hz时，晶闸管脉宽每次递增t
on
＝1，进入步骤311；步骤311：计算累计步进时间t
on_fly
＝t
on_fly
+t
on
，得到晶闸管开通时间，进入步骤312；步骤312：等待下一个计算周期。4.根据权利要求1所述的适用于宽电压宽频率的晶闸管控制浪涌电流抑制方法，其特征在于，步骤(4)中，将采样周期计数器值n
g_cntnum
、输入电压周期t
g
、晶闸管开通时间t
on_fly
共同作为晶闸管驱动脉冲产生模块的输入，产生晶闸管驱动脉冲v
gt
，具体包括以下步骤：步骤401：接收采样周期计数器值n
g_cntnum
、输入电压周期t
g
和晶闸管开通时间t
on_fly
，进入步骤402；步骤402：判断采样周期计数器n
g_cntnum
是否等于t
g
*21/32-t
on_fly
，若是，则进入步骤403；若否，则返回步骤402；步骤403：开通晶闸管，进入步骤404；步骤404：判断晶闸管开通时间t
on_fly
是否等于t
g
/2，若是，则进入步骤405；若否，则进入步骤406；步骤405：缓起结束；步骤406：判断采样周期计数器n
g_cntnum
是否等于t
g
*21/32，若是，进入步骤407；若否，则返回步骤406；步骤407：关断晶闸管，返回步骤402。5.根据权利要求1所述的适用于宽电压宽频率的晶闸管控制浪涌电流抑制方法，其特征在于：所述采样电路包括第三整流二极管d3、第四整流二极管d4、第一采样电阻r1和第二采样电阻r2；所述第三整流二极管d3一端与输入电压源v
ac
的l端连接，第四整流二极管d4一端与输入电压源v
ac
的n端连接,第三整流二极管d3另一端与第四整流二极管d4另一端相连之后串联连接第一采样电阻r1、第二采样电阻r2。6.根据权利要求1所述的适用于宽电压宽频率的晶闸管控制浪涌电流抑制方法，其特征在于：所述方法适用的电压输入范围为85～264v，频率输入范围为45～800hz。

技术总结

本发明公开了一种适用于宽电压宽频率的晶闸管控制浪涌电流抑制方法，包括以下步骤：采样电路将主功率电路的输入交流信号整流成半波，分压得到输入电压采样信号；将电压采样信号传输至输入电压参数获取模块，电压参数获取模块计算输入电压平均值、输入电压滤波值和采样周期计数器值；将输入电压平均值、输入电压滤波值、采样周期计数器值输入至输入电压周期和晶闸管开通时间计算模块，计算出输入电压周期、晶闸管开通时间；将采样周期计数器值，输入电压周期、晶闸管开通时间共同作为晶闸管驱动脉冲产生模块的输入，产生晶闸管驱动脉冲。本发明能够在低频和高频下都具有浪涌抑制功能。能。能。