專利名稱：半控型硅控整流系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半控型硅控整流系統(tǒng)及其方法，特別涉及應(yīng)用于電機電力發(fā)動器上的整流系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著各種可攜式電子產(chǎn)品的風(fēng)行，電源管理的重要性也是與日俱增。而相關(guān)的廠商正積極開發(fā)體積更小、整合度越高，以及電源轉(zhuǎn)換效率更高的組件，以期增加系統(tǒng)的操作時間與電池續(xù)航力。
而有關(guān)電源管理中，為了減少當(dāng)電源啟動瞬間啟動電流對系統(tǒng)造成的影響，往往會加入軟啟動硬設(shè)備來抑制啟動電流。而目前所使用的硅控整流器軟啟動設(shè)備是需要使用到很多復(fù)雜硬件結(jié)構(gòu)的全控型硅控整流系統(tǒng)來達到軟啟動的功用。如圖1所示，包含有硅控整流單元101、直流總線102、二極管單元103、啟動電阻單元104、以及變壓器105。其中，當(dāng)要驅(qū)動硅控整流單元101使電源能導(dǎo)通時，必先啟動二極管單元103以及啟動電阻單元104，而啟動電阻單元104須等到直流總線102的電壓達到一導(dǎo)通電壓時才啟動。
然而，圖1所揭示的結(jié)構(gòu)可能具有一些技術(shù)問題，例如硅控整流單元101無法控制，而且無法確定硅控整流單元101是否驅(qū)動正常而使硅控整流單元101受破壞。另外，此結(jié)構(gòu)皆為硬件的驅(qū)動模式，并無任何保護及反饋來保護硅控整流單元101的導(dǎo)通角。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上的問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種半控型硅控整流系統(tǒng)及其方法，借以解決先前技術(shù)有關(guān)硅控整流器的技術(shù)問題。
因此，為達上述目的，本發(fā)明所揭示的半控型硅控整流系統(tǒng)，包括有一第一檢測單元，具有用以接收一三相交流電的一第一輸入端口，而該第一檢測單元檢測輸入至該第一輸入端口的該三相交流電的一零交越點；一硅控整流單元，具有一第二輸入端口，接收該三相交流電，并將該三相交流電整流成直流電后輸出；一直流總線，連接該硅控整流單元，包括有一充電電容，接收該硅控整流單元的輸出直流電，且轉(zhuǎn)換成電壓儲存于該充電電容；一第二檢測單元，連接該直流總線，檢測該直流總線的該充電電容的電壓；及一控制單元，接收該第一檢測單元與該第二檢測單元的輸出，且根據(jù)該第一檢測單元與該第二檢測單元的輸出結(jié)果，決定是否發(fā)出一觸發(fā)信號至該硅控整流單元，以導(dǎo)通該硅控整流單元，使該第二輸入端口的三相交流電流通。
根據(jù)本發(fā)明的半控型硅控整流系統(tǒng)，其中該第一檢測單元為一零點觸發(fā)電路。
根據(jù)本發(fā)明的半控型硅控整流系統(tǒng)，其中該第一檢測單元檢測出0度的該零交越點。
根據(jù)本發(fā)明的半控型硅控整流系統(tǒng)，其中該第一檢測單元檢測出180度的該零交越點。
根據(jù)本發(fā)明的半控型硅控整流系統(tǒng)，其中該硅控整流單元由多個硅控整流器與多個二極管所組成。
根據(jù)本發(fā)明的半控型硅控整流系統(tǒng)，其中該直流總線設(shè)定一導(dǎo)通電壓值。
根據(jù)本發(fā)明的半控型硅控整流系統(tǒng)，其中該直流總線由一充電電容及一第二電阻所組成。
根據(jù)本發(fā)明的半控型硅控整流系統(tǒng)，其中該第一檢測單元包含有一比較器；一第一電壓源，連接該比較器的負輸入端；一第二電壓源，連接該比較器的校準端；一第三電壓源，連接該比較器的負輸入端；一第四電壓源，連接該比較器的輸出端；一第一電阻，連接于該比較器與該第一電壓源間；一第二電阻，連接于該比較器與該第一電阻間；一第三電阻，連接于該比較器的正輸入端與一接地端間；一第四電阻，連接于該比較器與該第四電壓源間；一第一電容，連接于該比較器的正輸入端與一接地端間且與該第三電阻并聯(lián)；及一第二電容，連接于該比較器與該第三電壓源間。
本發(fā)明還提供一種整流方法，應(yīng)用于半控型硅控整流系統(tǒng)，其特征在于包含有檢測一三相交流電源的一零交越點；檢測一直流總線的一電壓；及判斷于該零交越點時，該電壓是否到達一預(yù)先設(shè)定的導(dǎo)通電壓值，以決定是否發(fā)出一觸發(fā)信號導(dǎo)通一硅控整流單元。
根據(jù)本發(fā)明的整流方法，其中該零交越點是由一零點觸發(fā)電路檢測。
根據(jù)本發(fā)明的整流方法，其中該零交越點為0度。
根據(jù)本發(fā)明的整流方法，其中該零交越點為180度。
根據(jù)本發(fā)明所揭示的實施例，其通過第一檢測單元檢測其輸入端的三相交流電的零交越點，與第二檢測單元檢測直流總線的電壓，以及通過控制單元以軟件方式控制硅控整流單元來達到整流功能。
根據(jù)本發(fā)明所揭示的實施例，其可以省略復(fù)雜的硬件結(jié)構(gòu)，而只需運用軟件控制以及搭配簡單的硬件結(jié)構(gòu)即可以達到軟啟動的功效。因此，不僅可以減少電路設(shè)計的成本，也可以使硅控整流器的控制更為精確。此外，控制硅控整流器的導(dǎo)通角時，亦能控制直流總線上的電壓，補償線路上壓降，進而改善功因及減少晶體管切換時的功率損失，其有助效率的提高。


圖1為公知的硅控整流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；圖2為本發(fā)明的半控型硅控整流系統(tǒng)的第一實施例的硅控整流結(jié)構(gòu)；圖3為本發(fā)明的半控型硅控整流系統(tǒng)的第一實施例的軟件控制流程圖；及圖4為本發(fā)明的半控型硅控整流系統(tǒng)的第一實施例的第一檢測單元的電路圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下101硅控整流單元102直流總線103二極管單元 104啟動電阻單元105變壓器 111硅控整流器112第一電阻113第二電阻121二極管 130電感201第一檢測單元202控制單元
203第二檢測單元 204第一輸入端口205第二輸入端口 401比較器402輸入端411第一電壓源412第二電壓源413第三電壓源414第四電壓源421第一電容422第二電容 431第一電阻432第二電阻 433第三電阻434第四電阻具體實施方式
一種半控型硅控整流系統(tǒng)，如圖2所示，包含第一檢測單元201、硅控整流單元101、與硅控整流單元101連接的直流總線102、與直流總線102連接的第二檢測單元203、控制單元202、第一電阻112、以及電感130。
其中第一檢測單元201具有一用以接收三相交流電的第一輸入端口204，以檢測來自第一輸入端口204的三相交流電的0度及180度的零交越點。硅控整流單元101是由多個硅控整流器111與多個二極管121所組成，其具有一用以與第一輸入端口同步接收三相交流電的第二輸入端口205，以控制來自第二輸入端口205三相交流電的輸出是否導(dǎo)通。直流總線102包含充電電容C與第二電阻113。第二檢測單元203檢測直流總線102的充電電容C的電壓。控制單元202接收來自第一檢測單元201與第二檢測單元203的檢測結(jié)果，并根據(jù)第一檢測單元201與第二檢測單元203的檢測結(jié)果，決定是否發(fā)出一觸發(fā)信號至硅控整流單元101，以導(dǎo)通硅控整流單元101，使第二輸入端口205的三相交流電流通。
控制單元202為一軟件式控制，其控制的流程圖，如圖3所示，當(dāng)三相交流電源流經(jīng)第一輸入端口204時，第一檢測單元201檢測此三相交流電源的電壓零交越點，并送出此電壓零交越點信號到控制單元202(步驟301)，而控制單元202則發(fā)出觸發(fā)信號以導(dǎo)通硅控整流單元101中的一個硅控整流器111(步驟302)，再者，控制單元202判斷來自第二檢測單元203針對直流總線102的充電電容C上所檢測的電壓值是否大于一導(dǎo)通電壓值(步驟303)，如是，則控制單元202發(fā)出觸發(fā)信號導(dǎo)通硅控整流單元101中的所有硅控整流器(步驟304)；如否，則控制單元202在下一周期電壓接近零交越點時，發(fā)出觸發(fā)信號以導(dǎo)通硅控整流單元101中的一個硅控整流器111。
其中，在步驟303中，假如來自第二檢測單元203針對直流總線102的充電電容C上所檢測的電壓值不大于一導(dǎo)通電壓值，則控制單元202在下一周期電壓接近零交越點時，發(fā)出觸發(fā)信號以導(dǎo)通硅控整流單元101中的一個硅控整流器111，于重復(fù)判斷動作中，在每個周期慢慢的提前導(dǎo)通硅控整流單元101中的一個硅控整流器111，延長了硅控整流單元101完全導(dǎo)通時間，而使直流總線102的充電電容C電壓慢慢增加，直到直流總線102充電電容C的電壓值大于一導(dǎo)通電壓值時，控制單元202才發(fā)出觸發(fā)信號導(dǎo)通硅控整流單元101中的所有硅控整流器，如此，可達到軟啟動的功效。此外，零交越點可選擇0度或180度。
另外，第一檢測單元201，如圖4所示，其包含比較器401、連接比較器401的負輸入端的第一電壓源411；連接比較器401的校準端的第二電壓源412；連接比較器401的負輸入端的第三電壓源413；連接比較器401的輸出端的第四電壓源414；介于比較器401與第一電壓源411間的第一電阻431；介于比較器401與第一電阻431間的第二電阻432；介于比較器401的正輸入端與接地端間的第三電阻433；介于比較器401與第四電壓源414間的第四電阻434；介于比較器401的正輸入端與接地端間的第一電容421，且與第三電阻433并聯(lián)；以及介于比較器401與第三電壓源413間的第二電容422。
當(dāng)輸入端402接收來自第一輸入端口204的三相交流電源的電壓波形，然而比較器401會有一預(yù)先設(shè)定的準位，將此準位與三相交流電源的電壓波形比較，當(dāng)三相交流電源的電壓波形到零交越點時，比較器401就會輸出高電壓準位的信號通知控制單元202以表示電壓已經(jīng)到零交越點。
雖然本發(fā)明以前述的較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許更動與潤飾，因此本發(fā)明的專利保護范圍須視本說明書所附的權(quán)利要求書范圍所界定為準。
權(quán)利要求
1.一種半控型硅控整流系統(tǒng)，其特征在于包含有一第一檢測單元，具有用以接收一三相交流電的一第一輸入端口，而該第一檢測單元檢測輸入至該第一輸入端口的該三相交流電的一零交越點；一硅控整流單元，具有一第二輸入端口，接收該三相交流電，并將該三相交流電整流成直流電后輸出；一直流總線，連接該硅控整流單元，包括有一充電電容，接收該硅控整流單元的輸出直流電，且轉(zhuǎn)換成電壓儲存于該充電電容；一第二檢測單元，連接該直流總線，檢測該直流總線的該充電電容的電壓；及一控制單元，接收該第一檢測單元與該第二檢測單元的輸出，且根據(jù)該第一檢測單元與該第二檢測單元的輸出結(jié)果，決定是否發(fā)出一觸發(fā)信號至該硅控整流單元，以導(dǎo)通該硅控整流單元，使該第二輸入端口的三相交流電流通。
2.如權(quán)利要求1所述的半控型硅控整流系統(tǒng)，其特征在于該第一檢測單元為一零點觸發(fā)電路。
3.如權(quán)利要求1所述的半控型硅控整流系統(tǒng)，其特征在于該第一檢測單元檢測出0度的該零交越點。
4.如權(quán)利要求1所述的半控型硅控整流系統(tǒng)，其特征在于該第一檢測單元檢測出180度的該零交越點。
5.如權(quán)利要求1所述的半控型硅控整流系統(tǒng)，其特征在于該硅控整流單元由多個硅控整流器與多個二極管所組成。
6.如權(quán)利要求1所述的半控型硅控整流系統(tǒng)，其特征在于該直流總線設(shè)定一導(dǎo)通電壓值。
7.如權(quán)利要求1所述的半控型硅控整流系統(tǒng)，其特征在于該直流總線由一充電電容及一第二電阻所組成。
8.如權(quán)利要求1所述的半控型硅控整流系統(tǒng)，其特征在于該第一檢測單元包含有一比較器；一第一電壓源，連接該比較器的負輸入端；一第二電壓源，連接該比較器的校準端；一第三電壓源，連接該比較器的負輸入端；一第四電壓源，連接該比較器的輸出端；一第一電阻，連接于該比較器與該第一電壓源間；一第二電阻，連接于該比較器與該第一電阻間；一第三電阻，連接于該比較器的正輸入端與一接地端間；一第四電阻，連接于該比較器與該第四電壓源間；一第一電容，連接于該比較器的正輸入端與一接地端間且與該第三電阻并聯(lián)；及一第二電容，連接于該比較器與該第三電壓源間。
9.一種整流方法，應(yīng)用于半控型硅控整流系統(tǒng)，其特征在于包含有檢測一三相交流電源的一零交越點；檢測一直流總線的一電壓；及判斷于該零交越點時，該電壓是否到達一預(yù)先設(shè)定的導(dǎo)通電壓值，以決定是否發(fā)出一觸發(fā)信號導(dǎo)通一硅控整流單元。
10.如權(quán)利要求9所述的整流方法，其特征在于該零交越點是由一零點觸發(fā)電路檢測。
11.如權(quán)利要求9所述的整流方法，其特征在于該零交越點為0度。
12.如權(quán)利要求9所述的整流方法，其特征在于該零交越點為180度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半控型硅控整流系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)包括一第一檢測單元，一硅控整流單元，一直流總線，一第二檢測單元及一控制單元，通過第一檢測單元檢測其輸入端的三相交流電源的零交越點，與第二檢測單元檢測直流總線的電壓，以及通過控制單元以軟件控制硅控整流單元以達到軟啟動的功效。
文檔編號G05F1/10GK1815868SQ20051000702
公開日2006年8月9日 申請日期2005年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月31日
發(fā)明者戴垂旻, 陳正德 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司