SCR检测控制装置和方法以及电源转换控制装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种ＳＣＲ检测控制装置和方法以及电源转换控制装置和方法，通过将ＧＫ极间电压Ｕ↓［ＧＫ］作为判断ＳＣＲ导通与否的判断依据，即通过检测Ｕ↓［ＧＫ］判断ＳＣＲ的电流状况，从而进行检测控制。采用本发明专利技术判断过程快、准确高，而且电路复杂度没有提高，成本低廉，适合于各种ＳＣＲ器件的检测控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用可控硅整流器(SCR)作为开关器件的检测控制 技术。
技术介绍
现有的采用可控硅整流器(SCR)作为开关器件的检测控制技术具有 十分广泛的应用，例如不间断电源控制系统等。其中采用的开关器件为 SCR，它是一种半控型器件，能在高电压，大电流下可靠工作。但存在以 下两个缺点 一是SCR关断不受控制；二是SCR导通时的维持电流极小， 通常为两三百毫安内，而工作电流又极大，从几十安到几百安，目前的电 流检测方案(如霍尔元件，电流互感器)存在成本高或体积大的问题。以 两路电源通过SCR接入供电的情况为例，在工作过程中，当STS需转换 到另一路电源时，由于SCR的半控性，且现有设备无法准确判断SCR的 工作状态，故切换时市电与逆变器会发生互通，形成环流，从而损坏电源 设备。因此，在进行电源切换前，必须准确知道流过SCR的电流方向，即 其是导通还是关断。专利号为:US5814904的美国专利提出了一种根据SCR 特性判断电流流向的方案。如图l所示，其主要工作原理为根据SCR内 部特性，当G极注入驱动电流后NPN管导通，产生Ic2驱动PNP管，放 大成Icl，如此正反馈；当SCR导通时，AK极间存在管压降Ugk+Uag， 据此电压即可判断SCR有否导通，也即知道了电流流向。但是以品牌 International Rectifier型号70tpsl2pbf的可控硅整流器进行的实验中，将 AK极电压取样，分别与-3V， -0.3V, +0.3V, 3V四个阈值进行比较，用 于判断SCR导通情况。由于个体差异，导通时AK极间电压处于0.5 4V 间，因此需要调整阈值。此外，SCR的A、 K极与电源端和负载端相连， 当SCR关断时，由于电源端与负载端的电压波动，AK间电压也可能处于 导通区间0.5 4V内，判断为处于导通状态，导致误判断。因此该案提供 的方案控制的准确性和可靠性不好。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题之一是提供了一种SCR检测控制装置和方法， 可以实现快速准确判定开关单元的工作状态进行控制。本专利技术提出的SCR检测控制装置，包括 一个输入； 一个输出，输入 通过开关单元与输出相连； 一个开关单元，包含至少一个可控硅整流器； 一个检测单元，用于检测开关单元的工作状况； 一个控制单元，用于生成 判断结果； 一个动作电路，用于控制单元执行驱动动作；检测单元检测可 控硅整流器门极和阴极之间的电压，并将检测结果输出到控制单元，控制 单元依据检测结果生成判断结果，并依该判断结果驱动所述动作电路执行 动作。优选的，所述检测单元，包括电压检测模块和信号转换模块，所述 电压检测模块检测可控硅整流器门极和阴极之间的电压；所述信号转换模 块将检测到的电压进行信号转换处理，并将转换后的结果输出到控制单元。优选的，所述控制单元包括判断模块和驱动模块，所述判断模块根据 检测单元反馈的检测结果，判断开关单元的电流状况，并将判断结果输出 到驱动模块；所述驱动模块根据判断结果驱动动作电路。优选的，所述的信号转换模块的信号转换处理具体为以可控硅整流 器门极和阴极的电压差作为门限电压进行模数转换。优选的，所述驱动模块驱动动作电路中开关元件进行工作。本专利技术提出的SCR检测控制方法，包括以下处理过程1 )检测单元检测开关单元中可控硅整流器门极和阴极之间电压；2) 控制单元根据步骤1)检测的电压判断出开关单元的电流状况，生 成判断结果；3) 控制单元根据步骤2)的判断结果，驱动动作电路。优选的，所述控制单元执行的处理动作为触发一开关元件进行工作。 触发的开关元件可以是与步骤2)所测电流方向同向的开关元件。本专利技术解决的技术问题之二是提供了一种电源转换控制装置和方法，通过快速准确判定开关单元的工作状态，以实现电源的转换控制。本专利技术提出的一种电源转换控制装置，包括至少两路供电电源，每 一路供电电源包含至少一个开关单元，各供电电源与一共同输出连接，至 少一路供电电源的开关单元包含可控硅整流器， 一个检测单元，用于检测 开关单元工作状况， 一个控制单元，用于生成判断结果，并根据判断结果 进行转换控制；所述检测单元，检测可控硅整流器门极和阴极之间的电压， 并将检测结果输出到控制单元中，该控制单元依据该检测结果生成判断结 果，并依该判断结果驱动另一路开关单元。优选的，所述的检测单元，包括电压检测模块和信号转换模块，所 述电压检测模块检测可控硅整流器门极和阴极之间的电压；所述信号转换 模块将检测到的电压进行信号转换处理，并将转换后的结果输出到控制单 元。优选的，所述的信号转换模块的信号转换处理具体为以可控硅整流 器门极和阴极的电压差作为门限电压进行模数转换。优选的，所述的开关单元，由两个反向并联的可控硅整流器组成。优选的，所述控制单元包括判断模块和驱动模块，所述判断模块根据 检测单元反馈的检测结果判断开关单元的电流状况，并将判断结果输出到 驱动模块；所述驱动模块根据判断结果驱动开关单元。优选的，所述供电电源为AC供电电源。本专利技术提出的电源转换控制装置的控制方法，包括以下处理过程1) 检测单元检测一路供电电源中可控硅整流器的门极和阴极之间的 电压；2) 控制单元根据步骤l)测得的电压判断出开关单元电流状况；3) 控制单元根据步骤2)的判断结果，控制转换过程。优选的，步骤2)中判断开关单元电流状态具体为根据步骤1)测得 的电压确定出开关单元中电流的方向。优选的，步骤3)中具体为通过将判断结果触发开关单元进行转换控制。优选的，步骤3)中控制单元具体为触发开关单元中与步骤2)所测得的电流方向同向的开关元件进行转换控制。本专利技术主要根据SCR的正反馈特性，由于各种型号的可控硅整流器在 导通时SCR器件GK极间电压ugk为0.5 0.7V，关断则为0V，个体差异 值范围较小。将GK间电压ugk作为判断SCR导通与否的判断依据，即通 过检测UcK判断SCR的电流状况。判断过程快、准确高，而且电路复杂度 没有提高，成本低廉。附图说明图1是SCR原理图；图2是本专利技术优选实施例SCR检测控制原理图；图3是本专利技术优选实施例SCR检测控制中检测单元原理图；图4是本专利技术优选实施例SCR检测控制中控制单元原理图；图5是本专利技术优选实施例电源转换控制原理图；图6是本专利技术优选实施例电源转换控制中开关单元原理图。具体实施方式以下通过附图并结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。如图1所示的SCR器件，当门极(G极)注入驱动电流后NPN管导 通，产生Ic2驱动PNP管，放大成Icl，形成正反馈。由于SCR导通时， AK间存在管压降ugk+uag，
技术介绍
中的美国专利根据Uak判断SCR有 否导通，也即知道了电流流向。由于个体差异，以品牌International Rectifier 型号70tpsl2pbf的可控硅整流器为例，SCR导通时AK间电压处于0.5~4V 间。当SCR关断时，电源端与负载端的电压波动，AK间电压也可能处于 导通区间0.5~4V内，此时可能被误判断为处于导通状态。而本专利技术采用 检测GK极之间的电压来判断电流流向。由于导通时GK间(门极和阴极 之间)电压ugk为0.5 0.7V，关断则为OV;将此信号作为SCR导通与否 (即电流方向)的判断依据。采用本专利技术的判本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＳＣＲ检测控制装置，包括：　一个输入，　一个输出，输入通过开关单元与输出相连，　一个开关单元，包含至少一个可控硅整流器，　一个检测单元，用于检测开关单元的工作状况，　一个控制单元，用于生成判断结果，　一个动作电路，用于控制单元执行驱动动作，　其特征在于，检测单元检测可控硅整流器门极和阴极之间的电压，并将检测结果输出到控制单元，所述控制单元依据所述检测结果生成判断结果，并依该判断结果驱动所述动作电路执行动作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁义生，郑凯，
申请(专利权)人：飞瑞股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]