可控硅开关电路的控制方法及控制电路与流程

1.本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种可控硅开关电路的控制方法及控制电路。


背景技术：

2.在可控硅调光应用中，在要求pf＞0.9条件下，恒导通时间控制下输入电流波形为正弦波，中间大两边小，难以满足triac调光器对维持电流的要求。为了增大两侧输入电流，常采用峰值电流控制，此种方法可以明显增大正弦波两侧输入电流大小，但是中间输入电流往往较小，限制了中小功率下的应用。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种应用范围广的可控硅开关电路的控制方法及控制电路，解决了现有技术中不能同时满足可控硅调光器对维持电流的要求和中小功率应用的问题。
4.基于上述目的，本发明提供了一种可控硅开关电路的控制方法，所述开关电路包括主功率管和电感，
5.根据第一参考电压和主功率管的占空比得到电感的峰值电流参考信号；根据所述峰值电流参考信号控制电感电流，使得所述开关电路的输入电流保持稳定。
6.可选的，根据第二参考电压和主功率管的占空比得到电感的谷值电流参考信号；
7.根据所述峰值电流参考信号和所述谷值电流参考信号控制电感电流，使得所述开关电路的输入电流保持稳定。
8.可选的，开关电路工作在断续导通模式或者临界导通模式下，所述峰值电流参考信号随所述占空比信号变大而变小。
9.可选的，所述峰值电流参考信号与所述占空比成反比例关系。
10.可选的，开关电路工作在连续导通模式下，所述峰值电流参考信号与谷值电流参考信号之和随所述占空比变大而变小。
11.可选的，所述峰值电流参考信号与谷值电流参考信号之和与所述占空比成反比例关系。
12.可选的，所述开关电路包括输入滤波器和降压电路或者升降压电路。
13.本发明还提供一种可控硅开关电路的控制电路，所述开关电路包括主功率管和电感，包括：
14.参数获取电路，获取表征主功率管占空比信息的第一信号；
15.峰值控制电路，接收所述第一信号和第一参考电压，根据所述第一信号和所述第一参考电压，输出峰值电流参考信号；所述峰值电流参考信号用于控制所述电感的电流，使得所述开关电路的输入电流保持稳定。
16.可选的，还包括谷值控制电路，接收所述第一信号和第二参考电压，根据所述第一信号和第二参考电压，输出谷值电流参考信号，所述谷值电流参考信号用于控制所述开关
电路的输入电流。
17.可选的，所述峰值控制电路包括第一除法器，所述第一除法器接收第一参考电压与所述第一信号，将所述第一参考电压与所述第一信号相除以获得所述峰值电流参考信号。
18.可选的，所述峰值控制电路包括第一除法器，所述谷值控制电路包括第二除法器，所述第一除法器接收第一参考电压与所述第一信号，将所述第一参考电压与所述第一信号相除，输出所述峰值电流参考信号；所述第二除法器接收第二参考电压和所述第一信号，将所述第二参考电压与所述第一信号相除，输出所述谷值电流参考信号。
19.与现有技术相比，本发明具有以下优点：根据第一参考电压和主功率管的占空比得到电感的峰值电流参考信号，所述峰值电流参考信号控制电感的电流，使得开关电路的输入电流保持稳定。本发明能够兼顾可控硅调光器的维持电流和中小功率的应用。
附图说明
20.图1为本发明开关电路输入电流控制实施例一框图；
21.图2为本发明实施例一的控制电路结构图；
22.图3为本发明开关电路输入电流控制实施例二框图。
具体实施方式
23.以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和区间上做的替代、修改、等效方法以及方案。
24.为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
25.在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
26.如图1所示，示意了本发明开关电路输入电流控制实施例一框图，交流输入电源经可控硅和整流电路u00后输入给开关电路u01，所述开关电路包括输入滤波器和降压电路或者升降压电路等，这里以降压电路为例，开关电路的输入电流作为所述可控硅工作过程中的维持电流。根据降压电路的工作原理，及假定降压电路工作在临界导通模式或者断续导通模式下为例，满足输入电流iin＝0.5*ipk*duty＝0.5*(vref1/rs)*duty，其中ipk＝vref1/rs为峰值电感电流，vref1为电感峰值电流参考信号，rs为等效电阻，duty为主功率管占空比。本发明实施例的具体的电路结构参考图1，控制电路包括参数获取电路u02、峰值控制电路u03和第一控制电路u04，参数获取电路u03获取表征开关电路主功率管占空比的第一信号duty，峰值控制电路u03接收第一信号duty，并根据第一信号duty和第一参考信号得到峰值电流参考信号vref1，使得峰值电流参考信号vref1与第一信号duty成反比。
27.根据上述的电路原理，控制峰值电流参考信号vref1与duty成反比例，如vref1/duty＝k，k为常数，则可得到输入电流iin为基本恒定的稳定值，输入电流iin在半波周期中就不会出现中间大两头小的情况，既可满足triac调光器对最小维持电流的要求，又能保证其中小功率的应用。这里的稳定值为在当前工作情况下，如在输入电压、输出功率预定的场
合中，开关电路的输入电流保持为基本稳定，即为一合适大小的值，或者是小范围变化的值，本领域技术人员可知，在不同的输出功率情况下，输出电流可改变，但是在当前工作周期中，输入电流保持稳定。
28.如图2所示，示意了本发明实施例一的结构图，该原理图是在图1所示框图的基础上进行的进一步细化，该结构图开关电路仍以降压电路为例，交流输入电源将可控硅和整流处理后传输给开关电路的输入端，开关电路包括输入滤波器和降压电路，所述降压电路包括参数获取电路u02、除法器u03、第一运放u401和驱动控制电路u402，参数获取电路u02接收主功率管m0电流采样信号，输出主功率管占空比信号duty，参数获取电路u02也可以通过采样输入电压和输出电压来获得主功率管m0占空比信号，这里只是示例说明，本发明实施例峰值控制电路用除法器实现，但不限于此，具有相同功能的电路均可应用于此。除法器u03接收第一参考电压vref和占空比信号duty，将第一参考信号vref与占空比信号duty相除输出峰值电流参考信号vref1，这里，第一参考电压vref为期望的输出峰值电流。第一运放u401分别接收峰值电流参考信号vref1和主功率管电流采样信号vcs，将其误差放大，输出峰值控制信号vc1。驱动控制电路u402接收峰值控制信号vc1，输出驱动信号驱动主功率管m0。
29.如图3所示，示意了本发明开关电路输入电流控制实施例二框图，与实施例一的区别在于，开关电路工作在连续导通模式下，则满足输入电流iin＝0.5*ipk*duty＝0.5*((vref1 vref2)/rs)*duty，vref1和vref2分别为峰值电流参考信号和谷值电流参考信号。具体的电路结构参考图2，包括参数获取电路u02、峰值控制电路u03、谷值控制电路u05和第一控制电路u04，参数获取电路u03获取表征开关电路主功率管占空比的第一信号duty，峰值控制电路u03和谷值控制电路u05分别接收第一信号duty，并根据第一信号duty得到峰值电流参考信号vref1和谷值电流参考信号vref2，使得峰值电流参考信号vref1和谷值电流参考信号vref2之和与第一信号duty成反比。
30.可以理解，所述的谷值控制电路也可以用除法器实现，如谷值控制电路包括第二除法器，所述第一除法器接收第一参考电压与所述第一信号，将所述第一参考电压与所述第一信号相除，输出所述峰值电流参考信号；所述第二除法器接收第二参考电压和所述第一信号，将所述第二参考电压与所述第一信号相除，输出所述谷值电流参考信号。其与图3中原理类似。
31.如果峰值电流参考信号vref1和谷值电流参考信号vref2之和与duty成比例，(vref1 vref2)/duty＝k，k为常数，则输入电流iin为稳定值，这里同上，输入电流为基本恒定的值，输入电流iin就不会出现中间大两头小的情况，既可满足triac调光器对最小维持电流的要求，又能保证其中小功率的应用。
32.虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
33.以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。