〔19〕
中华人民共和国专利局
〔12〕实用新型专利申请说明书
[11]公告号CN 2031975U
〔43〕公告日1989年2月1日
[21]申请号88204966.6[22]申请日88.5.6
[71]申请人天津师范大学
地址天津市河西区卫津路八里台
[72]设计人常向荣 张则章 厐大勇 徐钧津 [74]专利代理机构天津师范大学专利事务所代理人李明[51]Int.CI 4
H02M 5/257
H02M 1/06
权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页
[54]实用新型名称
[57]摘要
三相过零触发可控硅调功器，属于可控硅调功
成化，采用光电耦合器件，使高、低压隔离，并省
造价。该设备运行可靠、精度较高、便于生产和调
试。并且对于电网无波形污染和射频干扰。可广泛
应用于各种电阻性负载加热系统，实现对电功率及
温度的自动控制。
88204966.6权 利 要 求 书第1/1页 1、一种三相过零触发可控硅调功器，一般包括直流稳压电源、触发电路和主电路，其特征在于引入集成化的触发电路和用三只单向可控硅元件配合二极管组成的主电路。
2、按照权利要求1，所述的三相过零触发可控硅调功器，其特征在于集成化的触发电路由低压V／ (H)/(T) 转换电路F2、高低压光电隔离电路F
3、含三块集成片的三相电压过零脉冲发生电路F4和电流－电压转换电路F9组成，F2通过F3控制F4。
3、按照权利要求2，所述的三相过零触发可控硅调功器，其特征在于三相过零脉冲发生电路F4通过星接降压电阻R23、R2
4、R25使三个过零脉冲集成电路IC6、IC7、IC8直接与输入交流电源相接，它所产生的电压过零脉冲与可控硅的控制极相接，不用同步变压器和脉冲输出变压器。
88204966.6说 明 书第1/4页
三相过零触发可控硅调功器
本实用新型发明属于可控硅调功器的改进。
在国内外电加热系统中，以可控硅为开关元件，进行功率控制，多采用二位式通断控制或移相控制，前者温度控制精度较低，而后者虽然控制精度较高，但负载得到的电压波形是正弦波形的一部分，其傅立叶分解中的高次谐波将引起电网波形的畸变，并产生射频干扰。为克服上述两种调功方式的缺点，目前生产了过零触发可控硅调功设备，但触发电路大都由分立元件组成，并且触发电路同步信号的取得，需要同步变压器，脉冲输出需要脉冲输出变压器，触发电路结构复杂，此外调功器的主电路通常是由六只可控硅或由三只双向硅组成，因此原调功器的体积较大、成本高、调整不方便、运行可靠性较低。
本实用新型发明的目的是以提高温度控制精度降低成本和克服高次谐波引起电网波形的畸变和射频干扰
为前题，改进目前电加热系统功率控制设备的电路的结构和性能，使触发电路集成化，实现高低压电路的光电隔离，省去传统的触发电路中的同步变压器和脉冲变压器，减少主电路中所用单向可控硅的数目，大幅度地消减电路器件，从而提供一种造价较低、便于调试、运行可靠的三相过零触发可控硅调功器。 下面结合附图说明三相过零触发可控硅调功器的发明内容： 图1：是三相过零触发可控硅调功器的原理框图。 图2：是三相过零触发可控硅调功器的触发电路图。 图3：是三相过零触发可控硅调功器的主电路图。 图4：是三相过零触发可控硅调功器的实施例。
在图1中F1是直流稳压电源，F2是低压V／ (H)/(T) 转换电路，F3是光电耦
合电路，F4是零电压脉冲发生电路，F5是功率控制及保护电路，F9是电
流－电压转换电路，F6是用户对称阻性负载（Y接或△接均可）。F7是温度传感器，其信号输入F8中。F8是PID温度调节器，其中F6、F7、F8是调
功器以外的负载和温度检测设备。
现有的三相过零触发可控硅调功器，一般包括直流稳压电源、触发
电路和主电路。本调功器的特征是引入了集成化的触发电路和用三只单
向可控硅元件配合二极管组成的主电路。集成化的触发电路是由低压V／ (H)/(T) 转换电路F2、高低压光电隔离电路F3、含三块集成片的三相电压过零脉冲发生电路F4和电流－电压转换电路F9组成。F2通过F3控制F4。F9将F8输出的电流信号转换为电压信号输入F2中以控制方波占空比。F1
向F2提供直流电压。F2将直流电压信号转换为在一定采样周期中的矩形
波脉宽，使其比值 (H)/(T) 在一定范围内连续可调以控制F4是否输出触发脉冲。F3的后级F4直接由三相交流电源JLY供电，为此F3起了将高低压
电路实行光电隔离作用，这是本调功器的一个特点。
在图2中集成电路IC1是具有正反馈作用的比较器。电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和电容C1为阻容环节。DW1、DW2是起限幅作用的稳压二极管。以上几部分组成了三角波发生器。三角波周期可通过改变开关K的
接点位置以串接不同阻值的电阻来调节。集成电路IC2与电阻R8、R9、R10、R11组成电压比较器。FY和ZY分别是由F1提供的负、正电源。XL为0－10m
A电流信号。电压比较器将三角波与XL转化来的直流电压信号进行比较，实现自动调节或与ZY在电位器R11上的压降进行比较，实现手动调节。为使电流信号为零时，占空比输出H／T恰好为零，在IC2的正
输入端引入一个恒定的负电压，这个负电压由FY在R8上的压降获得。三相过零触发可
控硅调功器中的低压V／ (H)/(T) 转换电路F2
是由上述的三角波发生器和电压比较器组成。
集成电路IC3、IC4、IC5和发光二极管LED组成光电耦合电路F3。集成电路IC6、IC7、IC8，电阻R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25，电容C2、C3、C4、C5、C6、C7组成零电压脉冲发生电路F4。电阻R12、R13组成电流－电压转换电路F9。三相过零脉冲发生电路F4通过星接降压电阻R
、R24、R25使三个过零脉冲集成电路IC6、IC7、IC8直接与输入交流电源23
相接，它所产生的电压过零脉冲与可控硅的控制极相接，不用同步变压器和脉冲变压器，与现有的触发电路相比不仅降低了造价而且还可以节省触发电路的能量消耗，这是本实用新型的又一个特点。图2中的A、B、C为三相输入电源，a、b、c为三相输出脉冲，阿拉伯数字〔2〕、〔4〕、〔5〕、〔7〕、〔8〕、〔9〕、〔10〕、〔11〕、〔13〕为集成电路块管角号，从图2中不难看出三相调功器的触发电路主要是由八块集成电路组成无一分立半导体器件，这也是本调功器的一个特点。 在图3中T1、T2、T3是单向可控硅，D1、D2、D3是整流二极管，R ym1、R ym2、R ym3是压敏电阻，R是用户对称阻性负载即F6。XD1、XD2、XD3是指示灯。A1、A2、A3是电流互感器及电流表。LJ1、LJ2是过流继电器。
RD1、RD2、RD3是快速熔断器。A、B、C与a、b、c在图2中说明不再重复。 以上器件组成了三相过零触发调功器的主电路。这个主电路功率控制器件仅用三只单向硅配合三只二极管组成，这是该调功器的又一特点。 在图4中，BY、D7、D8、D9、D10、C8、C9、C10、C11及IC9、IC10组成了直流稳压电源，向触发电路提供直流电源，其余部分的符号已在图2或图3的说明中介绍，此处不再重复，其各种集成块的型号及电阻电容参数如下：
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