專利名稱：數(shù)字鎖相環(huán)控制晶閘管通用觸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種數(shù)字鎖相環(huán)控制晶閘管通用觸發(fā)器，屬于電力電子儀器技術(shù)領(lǐng)域，主要用于整流器、逆變器等變流設(shè)備中，尤其是控制需要12脈沖的低波紋系數(shù)的可控硅主電路中。
在已有技術(shù)中傳統(tǒng)的可控硅觸發(fā)電路都是根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合而設(shè)計(jì)的各自獨(dú)立的控制電路，其通用性很低，不僅加大了產(chǎn)品的成本，而且降低設(shè)計(jì)和開發(fā)新產(chǎn)品的速度，同時(shí)也給調(diào)試和維護(hù)工作帶來諸多不便；另外，現(xiàn)有的同類電路多是建立在模擬器件移相電路技術(shù)基礎(chǔ)上的，其延遲方法使各相可控硅觸發(fā)脈沖延遲角度難以調(diào)整平衡，電路復(fù)雜，尤其難以控制需要12脈沖的低波紋系數(shù)的可控硅主電路。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種電路簡(jiǎn)單，集成度和精確度高，可靠性和通用性強(qiáng)，能滿足電力和通信行業(yè)的高新技術(shù)對(duì)可控硅設(shè)備的要求，尤其能控制需要12脈沖的低波紋系數(shù)主電路的數(shù)字鎖相環(huán)控制晶閘管通用觸發(fā)器。
根據(jù)電路控制基本原理和可控硅主電路的特性，針對(duì)已有技術(shù)中存在的主要問題，本實(shí)用新型的基本構(gòu)思是用通用觸發(fā)電路來代替多種晶閘管觸發(fā)電路，利用CMOS集成電路構(gòu)成一個(gè)壓控振器三相數(shù)字鎖相環(huán)與主電源頻率鎖相，再加上具有相序檢測(cè)、缺相檢測(cè)及脈沖組合等功能的電路從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的。
本實(shí)用新型的特征在于所述的數(shù)字鎖相環(huán)控制晶閘管通用觸發(fā)器，由輸入接口1、電阻2、電源接口3、模擬信號(hào)選擇集成塊4、雙D觸發(fā)器集成塊5、電容6、與門集成塊7、輸出接口8、發(fā)光二極管9、數(shù)字信號(hào)選擇集成塊10、電位器11、比較器集成塊12、運(yùn)算放大集成塊13、異或門集成塊14、鎖相環(huán)集成塊15、分頻器集成塊16、三端穩(wěn)壓集成塊17、非門集成塊18、移位寄存器集成塊19、開關(guān)21、二極管22和電解電容23構(gòu)成，上述的電子元器件分別按照滯后電路25、選擇開關(guān)電路26、缺相檢測(cè)電路27、緩沖放大電路28、軟啟動(dòng)電路29、濾波電路30、基準(zhǔn)電路31、壓控振蕩電路32、觸發(fā)形式選擇電路33、相序檢測(cè)電路34、相位比較電路35、整形電路36、電源濾波電路37、電源電路38、邏輯組合電路39和分頻電路40安裝在帶有測(cè)孔20的開放式的印刷線路板24上，上述的滯后電路25其前端通過輸入接口1中的1XS1接三相電網(wǎng)，其后端通過開關(guān)電路26與整形電路36相連接；而電路26中的集成塊4還直接與相序檢測(cè)電路34和分頻電路40相連接，整形電路36中的集成塊12則與相位比較電路35和缺相檢測(cè)電路27相連接；該電路27又通過輸入接口1中的1XS5和軟啟動(dòng)電路29及基準(zhǔn)電路31與緩沖放大電路28相連接，然后又依次通過濾波電路30、壓控振蕩電路32與分頻電路40和觸發(fā)型式選擇電路33相連接，該觸發(fā)形式選擇電路33又和上述的分頻電路40、軟啟動(dòng)電路29一起通過邏輯組合電路39和輸出接口8與外接電器相連接，電源濾波電路37和電源電路38中的VCC與上述的其它電路中的VCC相連接，電源電路38通過電源接口3接25V交流電源。
上述的滯后電路25由上述的電阻2中的R17～28和R56及電容6中的C1～3和C10組成；上述的選擇開關(guān)電路26由上述的開關(guān)21中的S1～S3和模擬信號(hào)選擇集成塊4組成；上述的缺相檢測(cè)電路27由上述的比較器集成塊12中的U1A～C、電阻2中的R29～31和R38及R44、電容6中的C12和電位器11中RP2和RP5組成；上述的緩沖放大電路28由上述的運(yùn)算放大集成塊13中的U17A、電阻2中的R36和R40～42和二極管22中的D7組成；上述的軟啟動(dòng)電路29由上述的運(yùn)算放大集成塊13中的U17C、比較器集成塊12中的U1D、與門集成塊7中的U10B、電阻2中的R15、R45、R48、R50～55、和R61～62、電容6中的C8、電解電容23中的C9、二極管22中的D1～6和發(fā)光二極管9中的L2組成；上述的濾波電路30由上述的運(yùn)算放大集成塊13中的U17B和電阻2中的R16、R43及電解電容23中的C6、電容6中的C5和電位器11中的RP4組成；上述的基準(zhǔn)電路31由上述的運(yùn)算放大集成塊13中的U17D和電阻2中的R39、R49及電位器11中的RP3組成；上述的壓控振蕩電路32由上述的鎖相環(huán)集成塊15和電阻2中的R46～47及電容6中的C7組成；上述的觸發(fā)形式選擇電路33由上述的與門集成塊7中的U10A和U10D及U11A～B、異或門集成塊14中的U16D、電阻2中的R1～2和R57以及開關(guān)21中的S4～6組成；上述的相序檢測(cè)電路34由上述的雙D觸發(fā)器集成塊5組成；上述的相位比較電路35由上述的異或門集成塊14中的U16A～C、電阻2中的R32～35和電位器11中的RP1組成；上述的整形電路36由上述的比較器集成塊12中的U15A～C及電阻2中的R67～69組成；上述的電源濾波電路37由上述的電容6中的C18～34組成；上述的電源電路38由和上述的電源接口3中的1XS4相接的三端穩(wěn)壓集成塊17中的WY1～2、電阻2中的R63、電容6中的C17、發(fā)光二極管9的L3、二極管22中D11～12和電解電容23中的C11、C13～14及C16組成；上述的邏輯組合電路39由上述的與門集成塊7中的U8A～D、U9A～D、U13A～D、U12A～D、U11C～D和電阻2中的R3～14組成；上述的分頻電路40由上述的分頻集成塊16、移位寄存器集成塊19、非門集成塊18中的U7A～C、數(shù)字信號(hào)選擇集成塊10和非門集成塊18中的U7D～F、電阻2中的R37和R59以及電容6中的C15組成。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，印刷線路板為開放式的，無需裝機(jī)殼，直接裝入被控主電路中使用，由于其主要控制電路均采用CMOS數(shù)字集成電路，所以性能穩(wěn)定，可靠性高，通用性強(qiáng)，能滿足電力和通信行業(yè)高新技術(shù)對(duì)可控硅設(shè)備的要求，尤其能控制需要12脈沖的低波紋系數(shù)的可控硅主電路。
附

圖1為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例之一安裝后結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2和附圖3均為附圖1的線路圖。
圖中1輸入接口，2電阻，3電源接口，4模擬信號(hào)選擇集成塊，5雙D觸發(fā)器集成塊，6電容，7與門集成塊，8輸出接口，9發(fā)光二極管，10數(shù)字信號(hào)選擇集成塊，11電位器，12比較器集成塊，13運(yùn)算放大集成塊，14異或門集成塊，15鎖相環(huán)集成塊，16分頻器集成塊，17三端穩(wěn)壓集成塊，18非門集成塊，19移位寄存器集成塊，20測(cè)孔，21開關(guān)，22二極管，23電解電容，24印刷線路板，25滯后電路，26選擇開關(guān)電路，27缺相檢測(cè)電路，28緩沖放大電路，29軟啟動(dòng)電路，30濾波電路，31基準(zhǔn)電路，32壓控振蕩電路，33觸發(fā)形式選擇電路，34相序檢測(cè)電路，35相位比較電路，36整形電路，37電源濾波電路，38電源電路，39邏輯組合電路，40分頻電路。
結(jié)合附圖和最佳實(shí)施例將本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)一步簡(jiǎn)述如下如附圖2～3所示，由電阻2中各2M的R17～19、各15K的R20～25、各150K的R26～28和R56及電容6中各為0.033u的C1～3和C10所組成的滯后電路25，其前面通過3PIN型輸入接口1中的1XS1和三相電網(wǎng)相接，其后面通過由3PIN型開關(guān)21中的S1～3和4053型模擬信號(hào)選擇集成塊4(U3)所組成的選擇開關(guān)電路26與由LM339型比較器集成塊12中的U15A～C和電阻2中各10K的R67～69所組成的整形電路36和由4013型雙D觸發(fā)器集成塊5(U14)所組成的相序檢測(cè)電路34以及由4024型分頻器集成塊16(U5)、40194型移位寄存器集成塊19(U6)、4069型非門集成塊18中的U7A～F、4019型數(shù)字信號(hào)選擇集成塊10(U2)、電阻2中各10K的R37和R59及電容6中0.33μf的C15所組成的分頻電路40相連接，而電路36中的集成塊12中的U15A～C則與由4077型異或門集成塊14中的U16A～C和電阻2中各100K的R32～34和12K的R35以及電位器11中的50K的RP1所組成的相位比較電路35和由LM339型比較器集成塊12中的U1A～C、電阻2中各47K的R29～31和R38及10K的R44、電容6中各0.22μf的C4和C12、電位器11中分別為50K和20K的RP2和RP5所組成的缺相檢測(cè)電路27相連接，該電路27通過10PIN型的輸入接口1中的1XS5和由LM324型的移位寄存器集成塊19中的U17C、LM339型的比較器集成塊12中的U1D、4081型與門集成塊7中的U10B、電阻2中1.5K的R53，3.3K的R62，10K的R48、R51、R54、R61，20K的R52，27K的R55，32K的R45，47K的R15和100K的R50、電容6中0.1μ的C8和22μ的C9、IN4001型二極管22中的D1～6和LD605C型發(fā)光二極管9中的L2所組成的軟啟動(dòng)電路29及由LM324型運(yùn)算放大集成塊13中U17D和電阻2中33K的R49和47K的R39及電位器11中的2K的RP3所組成的基準(zhǔn)電路31與由LM324型運(yùn)算放大器集成塊13中U17A、電阻2中1K的R36，50K的R41，100K的R42，150K的R40和二極管22中的D7所組成的緩沖放大電路28相連接；然后再依次通過由LM324型運(yùn)算放大集成塊13中的U17B和電阻2中的30K的R43和33K的R16及電容6中0.68μf的C5、電解電容23中2200pf的C6以及電位器11中10K的RP4所組成的濾波電路30、由4046型鎖相環(huán)集成塊15(U4)和電阻2中各10K的R46～47及電容6中0.01μf的C7所組成的壓控振蕩電路32與上述的分頻電路40和由4081型的與門集成塊7中U10A、U10D、U11A～B、4077型異或門集成塊14中的U16D和電阻2中各33K的R1～2及R57以及3PIN型開關(guān)21中S4～6所組成的觸發(fā)形式選擇電路33相連接；該電路33又和上述的電路40及29一起通過同時(shí)與上述電路35相連接的由4081型與門集成塊7中的U8A～D、U9A～D、U13A～D、U12A～D、U11C～D及電阻2中的均為1K的R3～14所組成的邏輯組合電路39和輸出接口8中的1XS2及1XS3與外接電器相連接；由電容6中均為0.01μf的C18～34所組成的電源濾波電路37和由MC7812T型三端穩(wěn)壓集成塊WY1、WY2、IN4001型二極管22中的D11～12、電阻2中3.3K的R63、電容6中0.22μf的C17、電解電容23中2.2μf的C13，100μf的C11，470μf的C14和C16所組成的電源電路38中的VCC與上述其它電路中的VCC相連接，并通過電源接口3接25V交流電源。上述的所有電子元器件均按照上述電路25～40安裝在裝有TP1～8計(jì)8個(gè)測(cè)孔20的開放式印刷線路板24上。
作為本實(shí)施例的變更上述所有電子元器件的型號(hào)均可作等效替換。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字鎖相環(huán)控制晶閘管通用觸發(fā)器，由電子元器件和印刷線路板24組成，其特征在于該通用觸發(fā)器，由輸入接口1、電阻2、電源接口3、模擬信號(hào)選擇集成塊4、雙D觸發(fā)器集成塊5、電容6、與門集成塊7、輸出接口8、發(fā)光二極管9、數(shù)字信號(hào)選擇集成塊10、電位器11、比較器集成塊12、運(yùn)算放大集成塊13、異或門集成塊14、鎖相環(huán)集成塊15、分頻器集成塊16、三端穩(wěn)壓集成塊17、非門集成塊18、移位寄存器集成塊19、開關(guān)21、二極管22和電解電容23構(gòu)成，上述的電子元器件分別按照滯后電路25、選擇開關(guān)電路26、缺相檢測(cè)電路27、緩沖放大電路28、軟啟動(dòng)電路29、濾波電路30、基準(zhǔn)電路31、壓控振蕩電路32、觸發(fā)形式選擇電路33、相序檢測(cè)電路34、相位比較電路35、整形電路36、電源濾波電路37、電源電路38、邏輯組合電路39和分頻電路40安裝在帶有測(cè)孔20的開放式的印刷線路板24上，上述的滯后電路25其前端通過輸入接口1中的IXS1接三相電網(wǎng)，其后端通過開關(guān)電路26與整形電路36相連接；而電路26中的集成塊4還直接與相序檢測(cè)電路34和分頻電路40相連接，整形電路36中的集成塊12則與相位比較電路35和缺相檢測(cè)電路27相連接；該電路27又通過輸入接口1中的1XS5和軟啟動(dòng)電路29及基準(zhǔn)電路31與緩沖放大電路28相連接，然后再依次通過濾波電路30、壓控振蕩電路32與分頻電路40和觸發(fā)型式選擇電路33相連接，該觸發(fā)型式選擇電路33又和上述的分頻電路40、軟啟動(dòng)電路29一起通過邏輯組合電路39和輸出接口8與外接電器相連接，電源濾波電路37和電源電路38中的VCC與上述的其它電路中的VCC相連接，電路38通過電源接口3接25V交流電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字鎖相環(huán)控制晶閘管通用觸發(fā)器，其特征在于上述的滯后電路25由上述的電阻2中的R17～28和R56及電容6中的C1～3和C10組成；上述的選擇開關(guān)電路26由上述的開關(guān)21中S1～S3和模擬信號(hào)選擇集成塊4組成；上述的缺相檢測(cè)電路27由上述的比較器集成塊12中的U1A～C、電阻2中的R29～31和R38及R44、電容6中的C12和電位器11中RP2和RP5組成；上述的緩沖放大電路28由上述的運(yùn)算放大集成塊13中的U17A、電阻2中的R36和R40～42和二極管22中的D7組成；上述的軟啟動(dòng)電路29由上述的運(yùn)算放大集成塊13中的U17C、比較器集成塊12中的U1D、與門集成塊7中的U10B、電阻2中的R15、R45、R48、R50～55、和R61～62、電容6中的C8、電解電容23中的C9、二極管22中的D1～6和發(fā)光二極管9中的L2組成；上述的濾波電路30由上述的運(yùn)算放大集成塊13中的U17B和電阻2中的R16、R43及電解電容23中的C6、電容6中的C5和電位器11中的RP4組成；上述的基準(zhǔn)電路31由上述的運(yùn)算放大集成塊13中的U17D和電阻2中的R39、R49及電位器11中的RP3組成；上述的壓控振蕩電路32由上述的鎖相環(huán)集成塊15和電阻2中R46～47以及電容6中的C7組成；上述的觸發(fā)形式選擇電路33由上述的與門集成塊7中的U10A和U10D及U11A～B、異或門集成塊14中的U16D、電阻2中的R1～2和R57以及開關(guān)21中的S4～6組成；上述的相序檢測(cè)電路34由上述的雙D觸發(fā)器集成塊5組成；上述的相位比較電路35由上述的異或門集成塊14中的U16A～C、電阻2中的R32～35和電位器11中的RP1組成；上述的整形電路36由上述的比較器集成塊12中的U15A～C及電阻2中的R67～69組成；上述的電源濾波電路37由上述的電容6中的C18～34組成；上述的電源電路38由和上述的電源接口3中的IXS4相連接的三端穩(wěn)壓集成塊17中的WY1～2、電阻2中的R63、電容6中的C17、發(fā)光二極管9的L3、二極管22中D11～12和電解電容23中的C11、C13～14及C16組成；上述的邏輯組合電路39由上述的與門集成塊7中的U8A～D、U9A～D、U13A～D、U12A～D、U11C～D和電阻2中的R3～14組成；上述的分頻電路40由上述的分頻集成塊16、移位寄存器集成塊19、非門集成塊18中的U7A～C、數(shù)字信號(hào)選擇集成塊10和非門集成塊18中的U7D～F、電阻2中的R37和R59以及電容6中的C15組成。
專利摘要一種數(shù)字鎖相環(huán)控制晶閘管通用觸發(fā)器，屬電子儀器，主要用于整流器、逆變器等設(shè)備中，其特征是它由電阻、電容二極管和模擬選擇、雙D觸發(fā)、與門、非門、異或門、數(shù)字選擇、比較、運(yùn)算放大、鎖相環(huán)、分頻、移位寄存等集成塊，按照滯后、選擇開關(guān)、缺相檢測(cè)、緩沖放大、軟啟動(dòng)、濾波、基準(zhǔn)、壓控振蕩、觸發(fā)選擇、相序檢測(cè)、相位比較、整形、分頻邏輯組合等電路安裝在線路板上。具有電路簡(jiǎn)單、集成度高、穩(wěn)定可靠、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M1/00GK2269024SQ9622706
公開日1997年11月26日 申請(qǐng)日期1996年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月7日
發(fā)明者李效芳 申請(qǐng)人:青島北方電氣技術(shù)公司