專利名稱：一種交流固態(tài)功率控制器的軟開關裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種交流固態(tài)功率控制器的軟開關裝置，屬于電路通斷自動控制裝置。
背景技術：
固態(tài)功率控制器(Solid-State Power Controller，SSPC)是由半導體器件構成的 智能開關裝置，用于接通或斷開電路，實現(xiàn)電路保護和接受前級計算機的控制信號并報告 其工作狀態(tài)信號。它的作用與傳統(tǒng)的機械式熱自動開關、保險絲與繼電器串聯(lián)的聯(lián)合體或 者其他控制保護器相似，但在性能及功能上大大優(yōu)于這些傳統(tǒng)的裝置它能快速接通和斷 開電路而不產生電弧，因而高空性能好，特別適合于航空應用；它內部沒有活動部件，因此 不產生機械磨損，故障率低，可靠性高；過載時按反延時特性“跳閘”，保護電氣負載設備和 線路；設有電氣隔離措施，抗干擾能力強等[1]。早在上世紀70年代，國外就開始研究SSPC， 但多年后仍未得到實際應用。其主要原因是當時晶體管的通態(tài)壓降大，達0. 4伏 0. 5伏， 通態(tài)損耗遠大于觸點開關。近年來，電力電子技術有了突破性進展，MOS管器件的通態(tài)電阻 僅毫歐級，為SSPC的發(fā)展創(chuàng)造了條件。目前SSPC已在國外新型飛機上大量采用。在交流SSPC中，功率開關管零電壓導通和零電流關斷的軟開關技術是一項關鍵 技術。傳統(tǒng)的硬開關電路，在導通和關斷的時刻由于開關器件的延時，使得電壓和電流 有相當?shù)闹睾喜糠?，這樣導致了很大的功率損耗。軟開關技術，就是在開關管開通前，使電 壓下降到零，實現(xiàn)零電壓開通；在開關管關斷前，使其電流減小到零，實現(xiàn)零電流關斷。軟開關技術不僅可以有效減小開關管的開通關斷損耗，還可以減小在開通關斷瞬 間由于電壓電流的突變而引起過高的dv/dt、di/dt產生的電壓、電流尖峰，從而避免開關 管運行軌跡超出安全工作區(qū)(S0A)，保證開關管的可靠運行，同時還會減小由過高的di/ dt、dv/dt產生的嚴重的電磁干擾。目前國外交流固態(tài)功率控制器產品的主功率管都采用雙向晶閘管，例如LEACH公 司的Plll系列交流固態(tài)功率控制器[2]和NHI公司的SSPC 90000系列產品[3]。雙向晶閘 管作為電力半導體器件，具有體積小、重量輕、容量高、控制特性好等優(yōu)點。雙向晶閘管可以 實現(xiàn)電流自然過零關斷，配置上專用的觸發(fā)芯片，例如摩托羅拉公司生產的M0C3061，雙向 晶閘管亦可容易地實現(xiàn)零電壓開通。雖然雙向晶閘管應用于交流場合時，可以實現(xiàn)零電壓開通和電流自然過零關斷， 但雙向晶閘管用作交流固態(tài)功率控制器的功率開關時，也帶來了一些問題(1)當交流固態(tài)功率控制器發(fā)生大電流短路故障，立即保護電路動作，發(fā)出保護關 斷信號，但雙向晶閘管仍然要等到電流過零時才能關斷，這將導致短路電流持續(xù)時間過長， 短路電流最長可持續(xù)半個周期。(2)晶閘管的內部結構決定其導通壓降較大，其導通壓降基本上是兩個晶體管基 射極的壓降，相當于兩個PN結的壓降。
(3)晶閘管開通時間約為1 4. 5微妙，但其關斷時間較長，約幾百微妙，這是因為 關斷后，抽取少數(shù)載流子以及載流子的復合都需要一段時間。所以，雙向可控硅的工作頻率 較低，一般用于400Hz以下的場合，這不滿足飛機交流變頻電源系統(tǒng)的需求。上述這些因素限制了雙向晶閘管在固態(tài)功率控制器中的使用。特別是晶閘管導通 壓降大，導致了現(xiàn)有交流固態(tài)功率控制器僅能用于小功率場合，隨著負載電流的增加，晶閘 管的功耗顯著增加，管子發(fā)熱嚴重。因此隨著我國航空航天事業(yè)的發(fā)展，迫切需要研制以新 型電力電子器件為主功率開關的交流固態(tài)功率控制器。隨著電力電子技術的發(fā)展，功率MOSFET逐漸斬露頭角，由于它是電壓型控制器 件，具有很高的輸入阻抗，驅動功率小，開關速度快、導通電阻小，而且導通電阻是正溫度系 數(shù)，易并聯(lián)，這些優(yōu)點使得功率MOSFET可能取代雙向晶閘管，成為新型交流固態(tài)功率控制 器的主開關器件。MOSFET常用作直流開關，直流電路中，給MOSFET的柵極和源極間加上適當控制電 壓，即可對負載進行通斷控制。MOSFET也可對交流電路進行控制，由于其結構上的寄生二極 管，因此單個MOSFET用作交流開關時，僅能對正半周期進行控制，負半周期電流會通過寄 生二極管接通電路。因此功率MOSFET不適用于直接開關交流波形。配置一串聯(lián)結構的組合電路可以解決功率MOSFET對交流波形的控制，該組合電 路如圖1所示。兩個功率MOSFET反向串聯(lián)，MOSl和M0S2源極接在一起。MOSFET內部寄生 的反并聯(lián)二極管防止彼此同時導通。功率MOSFET的溝道是個雙向開關，即施加適當?shù)目刂?電壓，MOSFET反向也能傳導電流，只要溝道上的電壓小于內部二極管上的電壓(該電壓一 般高于分立二極管的電壓)，則大部分電流將流過功率MOSFET的溝道，而不流過內部的二 極管。因此圖1所示電路開關導通時，可以實現(xiàn)低的開關壓降。采用功率MOSFET作為交流固態(tài)功率控制器的開關管，雖然可以克服前述的晶閘 管的缺點，但隨之也帶來了難以實現(xiàn)軟開關的問題。因此必須要設計專用的驅動電路實現(xiàn) 電路的“零電壓開通和零電流關斷”。電路中兩個MOSFET的控制驅動信號不是同時發(fā)出，而需與交流電源的正負半周 有機地結合起來，按照一定的次序控制MOSFET的通斷。當功率管處于截止狀態(tài)，交流電源 處于正半周時，首先給反串聯(lián)結構的下管M0S2發(fā)出開通信號，讓其導通，而上管MOSl仍保 持關斷狀態(tài)，此時整個回路仍然處于截止狀態(tài)，沒有電流流過；當交流電源由正半周轉到負 半周時，主回路在交流電源過零的瞬間有電流流過，流通路徑為M0S2的導電溝道和MOSl的 體內寄生二極管Dl ；在交流電源工作在負半周期間，給上管MOSl管發(fā)出導通信號，Dl中的 電流便自然地換流到MOSl的導電溝道(假定導電溝道的壓降較小，不足以使體內寄生二極 管導通箝位)。這樣便實現(xiàn)了交流固態(tài)功率控制器的開通過程，由上述分析可知，功率管屬 于自然過零開通，因此過零精度好，過零無誤差，而且此控制策略對過零點的檢測要求并不 苛刻，只需在半個周期內給對應的MOSFET發(fā)出開通信號即可。若交流電源處于負半周時， 根據同樣的道理，首先在負半周期間給上管MOSl發(fā)開通信號，然后在電源轉到正半周給下 管發(fā)出開通信號即可。這種控制方法的關斷過程是若在負載處于正半周時給下管M0S2發(fā)出關斷信號， 使其關斷，上管MOSl仍保持導通，此時M0S2管的電流由它的導電溝道自然換流到體內寄 生二極管D2，交流固態(tài)功率控制器仍保持導通狀態(tài)；當負載電流由正半周轉到負半周工作時，回路電流被二極管D2阻止，主回路中沒有電流流過，然后只需給上管MOSl發(fā)出關斷信 號即可。同理，若負載電流處于負半周時，需先給上管MOSl發(fā)出關斷信號，在負載電流轉到 正半周時，再給下管M0S2發(fā)出關斷信號即可。這種控制策略由于導通和關斷是在交流信號 的自然過零處，所以可以實現(xiàn)交流固態(tài)功率控制器精確的零電壓導通和零電流關斷功能， 完全抑制了開通關斷時的du/dt和di/dt。這種控制方法的缺點是驅動控制電路復雜，兩個功率管MOSl和M0S2的驅動控制 電路需要單獨分開設計，這會對交流固態(tài)功率控制器的工作可靠性和器件體積造成不利影 響。如前所述，雙向晶閘管用于交流固態(tài)功率控制器的主開關器件，由于其自身結構 和成熟配套的驅動芯片，可以較為容易地實現(xiàn)零電壓開通和零電流關斷，但是雙向晶閘管 導通壓降大、短路保護不能及時關斷和工作頻率低這些缺點限制了其在固態(tài)功率控制器中 的應用。如果采用功率MOSFET取代雙向晶閘管，雖然可以克服前述的晶閘管的缺點，但隨 之也帶來了難以實現(xiàn)軟開關的問題，現(xiàn)有方法驅動控制電路復雜，導致器件工作可靠性降 低，同樣也限制了其在固態(tài)功率控制器中的應用。

發(fā)明內容
為了避免現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明提出一種交流固態(tài)功率控制器的軟開關裝 置，使得MOSl和M0S2共用一個驅動電路，只要驅動電路發(fā)出控制信號，兩管便同時開通或 同時斷開，實現(xiàn)交流固態(tài)功率控制器的零電壓導通和零電流關斷。一種交流固態(tài)功率控制器的軟開關裝置，其特征在于包括功率電路和控制電路， 控制電路接收輸入的控制信號，將該控制信號與由功率電路采樣得到的電流信號CUR和電 壓信號VOL，并輸出功率開關管驅動信號QG給功率電路；所述控制電路包括檢測電路、DSP 電路和CPLD電路，檢測電路對回路中交流電源的電壓信號VOL和電流信號CUR進行過零檢 測，兩種信號中任一種出現(xiàn)過零信號值時向CPLD電路發(fā)出過零信號；DSP電路接收上位輸 入的開通關斷控制信號，向CPLD電路發(fā)出通斷控制信號；CPLD電路對DSP電路發(fā)出的控制 信號和檢測電路發(fā)出的電壓電流過零信號進行邏輯計算，然后發(fā)出功率管軟開關驅動信號 QG ；所述的功率電路包括MOSFET管和偏置電阻，兩個MOSFET管Qtl和Q1反向串聯(lián)形成主開 關管，電容Ctl和電阻R6串聯(lián)，與Qtl和Q1的漏極相連接，形成并聯(lián)于主開關管兩端的吸收保 護電路；電阻RjPR5和主開關管并聯(lián)，形成主回路分壓電路，向控制電路提供功率回路的交 流電壓信號VOl ；采樣電阻R7串聯(lián)于功率電路，將流過功率電路的電流轉換為電壓信號CUR 給控制電路。所述的檢測電路包括電壓檢測電路和電流檢測電路，所述的電壓檢測電路由運算 放大器LM741構成反相放大電路，將得到的主回路交流電壓信號VOL進行放大，放大之后的 信號送到光電耦合器HCPL-3700進行過零檢測，在電源電壓過零點發(fā)出脈沖信號VZOO ；R38 和R18將主回路采樣電阻上的電壓信號⑶R進行分壓后輸入到HCPL-788J的VIN+和VIN-， R18和幅值二極管D6、D7并聯(lián)與HCPL-788J的VIN+和VIN-之間，VREF腳接3V的基準參考 電壓，HCPL-788J對輸入信號進行隔離放大后從VOUT輸出，通過R34、R35和R36送至電壓比 較器UlA的2管腳和UlB的5管腳，1. 5V的比較電平施加于比較器UlA的3管腳和UlB的6管腳；電容C18和R16的串聯(lián)電路在UlA的輸出端，且與地并聯(lián)R28和二極管D4,電容Q9 和R17的串聯(lián)電路在UlB的輸出端，且與地并聯(lián)R29和二極管D5。 本發(fā)明提出的交流固態(tài)功率控制器的軟開關裝置，用功率MOSFET管取代雙向晶 閘管，作為交流SSPC的主開關器件，既能克服前述的晶閘管的缺點，又能實現(xiàn)交流SSPC的 軟開關控制，完成兩個主功率MOSFET管共用一個驅動電路，在電源電壓過零點，兩管同時 導通；在流過功率管的電流過零點，兩管同時關斷。


圖1現(xiàn)有技術中的功率MOSFET交流開關；
圖2本發(fā)明提出的交流固態(tài)功率控制器軟開關裝置原理框圖3本發(fā)明提出的交流固態(tài)功率控制器軟開關裝置中功率電路原理圖4本發(fā)明提出的交流固態(tài)功率控制器軟開關裝置中控制電路原理框圖
圖5電壓檢測電路原理圖6電流檢測電路原理圖7= CPLD電路內部原理圖8交流SSPC零電壓開通波形圖9交流SSPC零電流關斷波形圖。
具體實施例方式現(xiàn)結合實施例、附圖對本發(fā)明作進一步描述功率電路原理圖如圖3所示，本電路設計額定電流為10A，考慮裕量后，主開關管 Q0和Q1選擇德國IXYS公司的MOSFET管IXKH70N60，該功率管的額定電流為70A ；吸收保護 電路的電容Ctl選取0. 1 μ F，電阻R6選取47 Ω ；采樣電阻R7選取IOm Ω，以保證流過額定電 流時，采樣電阻能產生IOOmV的電壓?？刂齐娐分?，DSP芯片采用的是TI公司的TMS320F2812，CPLD芯片采用的是 ALTERA公司的EPM7128AETC100 ；電壓檢測電路原理圖如圖5所示，圖中運算放大器LM741 采用NS公司的產品，光電耦合器HCPL-3700采用HP公司的產品，圖中外圍電路元器件的電 阻值和電容值皆如圖所示；電流檢測電路原理圖如圖6所示，圖中隔離放大器788J選用的 是HP公司的產品，運放UlA和UlB采用的是NS公司的LM393，其它外圍電路元器件的電阻 值和電容值皆如圖所示。本發(fā)明中交流固態(tài)功率控制器軟開關裝置的原理框圖如圖2所示。圖2中，該裝置分為功率電路和控制電路兩大部分，功率電路主要由功率開關管 MOSFET和采樣電阻構成，實現(xiàn)接通和斷開電源與負載；控制電路完成功率開關管的驅動和 控制功能。從圖2可以看出，控制電路接收上位機發(fā)出的控制信號，同時從功率電路采樣電 路的電流信號CUR和電壓信號VOL，進行分析計算，發(fā)出功率開關管驅動信號QG。下面對功率電路和控制電路的構成和原理進行詳細說明。其中功率電路的原理圖如圖3所示。圖3中，由MOSFET管Qtl和Q1反向串聯(lián)形成主開關管，電容C。和電阻R6串聯(lián)，與Qtl 和Q1的漏極相連接，即并聯(lián)于主開關管兩端，形成吸收保護電路；電阻R4和R5和主開關管并聯(lián)，形成主回路分壓電路，向控制電路提供功率回路的交流電壓信號VOl ；采樣電阻R7串 聯(lián)于功率電路，將流過功率電路的電流轉換為電壓信號CUR，提供給控制電路。裝置中的控制電路是本發(fā)明的核心部分，能夠完成裝置中功率開關管的驅動和控 制，實現(xiàn)軟開關功能。軟開關裝置中控制電路的原理框圖如圖4所示。從圖4可以看出，裝置中控制電路由檢測電路、DSP電路和CPLD電路等幾部分組 成。其中檢測電路通過對交流電源的電壓信號VOL進行過零檢測，通過主回路采樣電阻對 流過主回路的電流信號CUR進行過零檢測，并分別在電壓電流過零點向CPLD電路發(fā)出過零 信號；DSP電路接收由上位機通過CAN總線發(fā)出的開通關斷控制信號，向CPLD電路發(fā)出通 斷控制信號；CPLD電路對DSP電路發(fā)出的控制信號和檢測電路發(fā)出的電壓電流過零信號進 行邏輯計算，發(fā)出功率管軟開關驅動信號QG，實現(xiàn)主回路功率管的零電壓開通和零電流關 斷。· DSP 電路本裝置中DSP芯片采用的是TI公司的TMS320F2812，上位機與DSP根據編制的通 信協(xié)議通過CAN總線進行通信。上位機需要向本裝置發(fā)送命令時，只需將CAN消息寫入裝 在上位機的CAN卡的發(fā)送緩存中。寫入后，CAN消息將自動通過CAN總線發(fā)送至本裝置DSP 芯片的CAN接收緩存，并產生消息接收中斷。檢測到中斷信號，DSP主程序立即響應中斷， 讀取其接收緩存中的消息，并根據DSP與上位機之間的通訊協(xié)議，通過I/O 口將開關命令傳 送至CPLD電路。 檢測電路檢測電路為電壓檢測電路和電流檢測電路。其中電壓檢測電路原理圖如圖5所
7J\ ο圖5中，由運算放大器LM741構成反相放大電路，對取自于主回路的交流電壓信號 VOL進行放大，放大之后的信號送到光電耦合器HCPL-3700。HCPL-3700是FAIRCHILD公司生產的電壓/電流閾值檢測光電耦合器，對輸入交流 信號進行過零檢測。HCPL-3700對交流信號進行檢測時，首先通過內部的二極管整流電路， 對交流信號進行全波整流，整流后的信號與預設的閾值進行比較，本發(fā)明中閾值設定為零。 當輸入交流信號大于零點時，電路輸出為低電平；當輸入信號小于零電平時，也就是在交流 信號的過零點，電路輸出由低變高，發(fā)出一個脈沖信號，脈沖信號的寬度由HCPL-3700內部 的滯環(huán)決定。由以上分析可知電壓檢測電路可以在電源電壓過零點發(fā)出脈沖信號VZ00。同 時HCPL-3700對輸入輸出信號在電路上進行了隔離。電流檢測電路完成隔離放大和電流過零檢測任務，其電路原理圖如圖6所示。從圖中可以看出，來自主回路采樣電阻的電壓信號⑶R經R38和R18分壓后輸入 到788J的VIN+和VIN-，圖中由788J為主要器件的電路完成隔離放大功能。788J是具有 短路和過載檢測功能的隔離放大器。其輸出電平直接兼容A/D轉換器，具有快速短路檢測 (3us)功能，以輸入信號的絕對值方式輸出過載檢測信號。788J要求輸入電壓最大值為正 負256mV，正常情況下應限制在200mV之內。因此在788J的VIN+和VIN-之間并聯(lián)兩個二 極管D6、D7，用于對輸入信號的幅值進行限制，防止主回路發(fā)生過載或短路故障時，因電流過 大導致該芯片損壞。788J對輸入信號進行隔離放大，從VOUT輸出，輸出值在0和VREF之間變化，其輸出增益典型值為VREF/504mV。本電路中，VREF腳所接外部的基準源為3V的參考 電壓，因此HCPL-788J的實際增益約為6。由于VREF為3V，788J的輸出交流信號是疊加在 1.5V的直流電平之上的。HCPL-788J輸出VOUT管腳將隔離放大電路的輸出信號送至電壓比較器UlA的2管 腳和UlB的5管腳。UlA和UlB采用的是運放LM393。由于隔離放大電路的輸出信號為疊 加在1. 5V直流電平上的交流信號，進行過零點比較前必須將1. 5V偏置電平減掉。因此圖 中通過基準源，為比較器U1A3管腳和UlB的6管腳提供1. 5V的比較電平REF1. 5。當輸入 的過零比較電路的交流信號大于比較電平時，UlB輸出+5V高電平；當輸入的過零比較電路 的交流信號小于比較電平時，UlA輸出+5V高電平。電容C18和C19檢測出UlA和UlB的輸 出電平上升沿，將該信號變換成脈沖信號。由以上分析可知電流檢測電路在流過主回路電流的過零點會發(fā)出脈沖信號 CZ00-1 和 CZ00-2?！?CPLD 電路本裝置中CPLD電路對DSP電路發(fā)出的控制信號CMD和檢測電路發(fā)出的電壓過零 信號VZOO和電流過零信號CZ00-1、CZ00-2進行邏輯計算。當上位機發(fā)出開通命令，CPLD 在交流電壓過零點，發(fā)出功率管開通信號；功率管開通后，當上位機發(fā)出關斷命令，CPLD在 交流電流過零點，發(fā)出關斷信號，實現(xiàn)交流固態(tài)功率控制器的零電壓開通和零電流關斷。CPLD電路內部原理圖如下圖7中，電路初始狀態(tài)，功率管驅動信號QG為低電平，該低電平封鎖了與門instS， 通過非們inst26開放與門inst9，即電路初始狀態(tài)，電流過零信號CZ00-1和CZ00-2在電 路中不會得到響應，電壓過零信號VZOO有效。電壓過零信號VZOO通過或門instlO送入D 觸發(fā)器inst27，通過D觸發(fā)器，在每個電壓過零點，CPLD電路將DSP電路發(fā)出的控制信號 CMD送至電路輸出信號QG，一旦CMD信號由低電平轉為高電平，功率驅動信號QG即在電壓 過零點由低翻轉為高電平，實現(xiàn)功率管的零電壓開通；此時，CPLD電路輸出信號QG保持為 高電平，該電平通過非們inst26封鎖住與門inst9，同時開放與門instS，即功率管開通后， 電壓過零信號VZOO在電路中不會得到響應，而電流過零信號CZ00-1和CZ00-2變?yōu)橛行А?電流過零信號同樣也送入D觸發(fā)器，通過D觸發(fā)器，在每個電流過零點，CPLD電路將控制信 號CMD送至電路輸出信號QG，一旦CMD信號由高電平轉為低電平，功率驅動信號QG即在電 流過零點由高電平翻轉為低電平，實現(xiàn)功率管的零電流關斷。本實施例的效果根據上述原理設計的交流SSPC可以方便可靠地實現(xiàn)器件的零電壓開通和零電流 關斷功能，下面分別根據器件在接收到開通和關斷命令后的波形圖進行效果分析。圖8中，通道1檢測的是MOSFET驅動信號，該信號低電平為0V，高電平為12V ；通 道2檢測的是SSPC的負載電壓，可以看出負載電壓為有效值115V，峰值162V。從圖8可以 看出，本發(fā)明中零電壓開通電路可以準確檢測出電壓過零點，當開通控制信號發(fā)出后，經過 零電壓開通電路，在電源電壓過零時刻準確發(fā)出MOSFET驅動信號，實現(xiàn)了功率開關的零電 壓開通。圖9中，通道2檢測的是MOSFET驅動信號；通道1檢測的是SSPC的負載電流，從 圖中可以看出負載電流有效值為5A。從圖9可以看出，當關斷命令發(fā)出后，SSPC并不會立即關斷，而是通過零電流關斷電路的作用，在負載電流過零點準確發(fā)出關斷信號，實現(xiàn)零電 流關斷。 從圖8、圖9的波形可以看出，由于電路有效實現(xiàn)了零電壓開通和零電流關斷，因 此在SSPC開通關斷瞬間，功率回路不會由于dv/dt、di/dt產生電壓、電流尖峰，保證了開關 管的可靠運行，同時減小了由di/dt、dv/dt產生的電磁干擾，有效提高了器件的可靠性。
權利要求
一種交流固態(tài)功率控制器的軟開關裝置，其特征在于包括功率電路和控制電路，控制電路接收輸入的控制信號，將該控制信號與由功率電路采樣得到的電流信號CUR和電壓信號VOL，并輸出功率開關管驅動信號QG給功率電路；所述控制電路包括檢測電路、DSP電路和CPLD電路，檢測電路對回路中交流電源的電壓信號VOL和電流信號CUR進行過零檢測，兩種信號中任一種出現(xiàn)過零信號值時向CPLD電路發(fā)出過零信號；DSP電路接收上位輸入的開通關斷控制信號，向CPLD電路發(fā)出通斷控制信號；CPLD電路對DSP電路發(fā)出的控制信號和檢測電路發(fā)出的電壓電流過零信號進行邏輯計算，然后發(fā)出功率管軟開關驅動信號QG；所述的功率電路包括MOSFET管和偏置電阻，兩個MOSFET管Q0和Q1反向串聯(lián)形成主開關管，電容C0和電阻R6串聯(lián)，與Q0和Q1的漏極相連接，形成并聯(lián)于主開關管兩端的吸收保護電路；電阻R4和R5和主開關管并聯(lián)，形成主回路分壓電路，向控制電路提供功率回路的交流電壓信號VO1；采樣電阻R7串聯(lián)于功率電路，將流過功率電路的電流轉換為電壓信號CUR給控制電路。
2.根據權利要求1所述的交流固態(tài)功率控制器的軟開關裝置，其特征在于所述的檢 測電路包括電壓檢測電路和電流檢測電路，所述的電壓檢測電路由運算放大器LM741構成 反相放大電路，將得到的主回路交流電壓信號VOL進行放大，放大之后的信號送到光電耦 合器HCPL-3700進行過零檢測，在電源電壓過零點發(fā)出脈沖信號VZOO ；R38和R18將主回路采 樣電阻上的電壓信號⑶R進行分壓后輸入到HCPL-788J的VIN+和VIN-，R18和幅值二極管 D6、D7并聯(lián)與HCPL-788J的VIN+和VIN-之間，VREF腳接3V的基準參考電壓，HCPL-788J對 輸入信號進行隔離放大后從VOUT輸出，通過R34、R35和R36送至電壓比較器UlA的2管腳和 UlB的5管腳，1. 5V的比較電平施加于比較器UlA的3管腳和UlB的6管腳；電容C18和R16 的串聯(lián)電路在UlA的輸出端，且與地并聯(lián)R28和二極管D4,電容C19和R17的串聯(lián)電路在UlB 的輸出端，且與地并聯(lián)R29和二極管D5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種交流固態(tài)功率控制器的軟開關裝置，其特征在于包括功率電路和控制電路，控制電路接收輸入的控制信號，將該控制信號與由功率電路采樣得到的電流信號CUR和電壓信號VOL，并輸出功率開關管驅動信號QG給功率電路；本發(fā)明提出的交流固態(tài)功率控制器的軟開關裝置，用功率MOSFET管取代雙向晶閘管，作為交流SSPC的主開關器件，既能克服前述的晶閘管的缺點，又能實現(xiàn)交流SSPC的軟開關控制，完成兩個主功率MOSFET管共用一個驅動電路，在電源電壓過零點，兩管同時導通；在流過功率管的電流過零點，兩管同時關斷。
文檔編號H03K17/56GK101882927SQ201010216988
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月1日 優(yōu)先權日2010年7月1日
發(fā)明者張曉斌, 董延軍, 雷濤, 高朝暉 申請人:西北工業(yè)大學