一种可控硅控制装置
技术领域
本实用新型涉及可控硅技术领域，尤其涉及一种可控硅控制装置。
背景技术
在国内，从事可控硅电力电子器件研究、制造，以及使用可控硅作为主功率器件的电力电子变流设备研究和生产的企业、事业单位有近千家，可控硅电力电子变流设备的用户几乎遍布全国各个工业部门。相对于发达国家，我国可控硅电力电子变流设备的研发、生产技术还比较薄弱。其中，三相可控硅控制技术是可控硅控制的核心技术之一，已经历了几个发展阶段。此前的可控硅控制技术基本上是采用PID调节仪辅以可控硅调整器、调功器的系统集成方法来完成相关参数的控制任务。
以往的模拟可控硅控制装置和准数字可控硅控制装置，其触发脉冲的控制角是通过用户提供的电压波形与内部提供的锯齿波比较或其他模拟控制量形成触发脉冲的，形成的触发脉冲控制角精度不高并且稳定性差。此外，因生产和工艺需要，许多设备需要频繁启动、制动、反转、变速，其中反转操作由于目前需要人为干预或复杂的电路而极为费时费力。
发明内容
基于此，为解决现有技术存在的不足，特提出了一种可控硅控制装置。
一种可控硅控制装置，其特征在于，包括：微处理器及其周边电路、可控硅控制芯片、可控硅光耦隔离驱动电路、可控硅主回路、数据采集模块以及网络接口电路；其中，所述可控硅光耦隔离驱动电路通过所述可控硅主回路电连接受控仪表；所述微处理器通过所述可控硅控制芯片电连接所述可控硅光耦隔离驱动电路；且所述微处理器通过数据采集模块连接至负载侧。
可选的，在其中一个实施例中，所述微处理器采用Freescale K60系列微处理器及周边电路；所述周边电路至少包括与所述Freescale K60系列微处理器电连接的复位电路以及时钟电路。
可选的，在其中一个实施例中，所述可控硅控制芯片采用DTC6124M可控硅专用控制芯片。
可选的，在其中一个实施例中，所述网络接口电路至少包括HMI接口电路、RS485接口电路以及以太网接口电路。
可选的，在其中一个实施例中，所述装置还包括多路AD转换电路。
实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：
本实用新型所述装置能够完成工业环境下的多种工况以完成设备的数字化精准温度控制，提高稳定性的同时用户通过内置的通用数字接口，实现自动换相控制。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为一个实施例中所述可控硅控制装置结构示意图；
图2为一个实施例中所述可控硅控制装置具体实例对应的结构示意图；
图3为一个实施例中所述可控硅控制装置的Freescale K60系列微处理器及周边电路对应的结构示意图；
图4为一个实施例中所述可控硅控制装置的可控硅光耦隔离驱动电路图；
图5为一个实施例中所述可控硅控制装置的可控硅控制芯片原理图；
图6为一个实施例中所述可控硅控制装置的可控硅主回路电连接受控仪表电路图；
图7为一个实施例中所述可控硅控制装置的多路AD转换电路对应的电路图；
图8为一个实施例中所述可控硅控制装置的网络接口电路对应的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。可以理解，本实用新型所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，且类似地，可将第二元件为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元件，但其不是同一元件。
在本实施例中，特提出了一种可控硅控制装置，如图1所示，该装置包括：微处理器及周边电路、可控硅控制芯片、可控硅光耦隔离驱动电路、可控硅主回路、数据采集模块，以及网络接口电路；
其中，所述可控硅光耦隔离驱动电路通过所述可控硅主回路电连接受控仪表，如图4、图6；所述微处理器通过所述可控硅控制芯片电连接所述可控硅光耦隔离驱动电路；且所述微处理器通过数据采集模块连接至负载侧。
在一些具体的实施例中，所述微处理器采用Freescale K60系列微处理器及周边电路，如图2、图3，所述周边电路至少包括复位电路以及时钟电路；所述数据采集模块可以包括过零同步信号检测电路、相序检测电路、输出相间电压检测电路以及负载电流检测电路等，依据实际需要设定即可。
在一些具体的实施例中，所述可控硅控制芯片采用申请人研发设计的DTC6124M可控硅专用控制芯片；DTC6124M是一款全数字可控硅三相交流调压及可控整流控制芯片，该芯片具有相序自适应、缺相及故障保护、脉冲形成、脉冲调制、自适应调节、可控换相等功能，可为强电控制系统提供可选的、高精度的、高可控性的专用芯片解决方案，具体芯片原理框图详见图5。应用到本例所述装置，则用户可通过与该芯片连接的通用数字接口实现对该控制芯片的配置和精确控制；同时通过与微处理器、可控硅光耦隔离驱动电路、可控硅主回路等电路配合所述可控硅控制芯片使其不仅能实现以往模拟控制芯片的所有功能，并具有缺相保护、相序自适应、参数在线调节、可控换相等全数字化控制器功能，进而达到基于数字化精确可控的三相可控硅交流调压及可控整流等技术实现对设备的数字化精准温度控制，同时提高稳定性的目的。其中，由于所述可控硅控制芯片能够实现自动生成全数字化设计形成触发脉冲，用户通过本装置的通用I2C数字接口直接给出控制角，配合三路同步信号，使得其精度和稳定性可以大幅提高；如由于该可控硅控制芯片本身能够提供相序自适应功能，也就是能够自动辨别电网三相电压相序，并能够根据相序的不同自行调整触发脉冲的顺序，保证被触发的脉冲总与可控硅阳阴极的电压同步，用户无法辨认相序时只要将三根电源线随机接入，所述装置就能自动正常工作，无需进行额外操作。具体可控硅控制芯片内容，详见现有的DTC6124M可控硅专用控制芯片说明，本例不做进一步说明，本例主要为用户提供了一种基于DTC6124M可控硅专用控制芯片的应用电路结构。
在一些具体的实施例中，所述网络接口电路至少包括HMI接口电路、RS485接口电路以及以太网接口电路，如图8。
在一些具体的实施例中还包括多路AD转换电路用于对可控硅调压或整流后负载工况数据进行采，所述装置集，如图7。另，用户可通过本装置的通用I2C数字接口实现针对反转操作设置单独模式处理，即通用I2C数字接口，由微处理器控制实现自动换相。
基于上述方案可知，所述装置通过采用符合工业标准的K60 MCU，辅以申请人单位自主设计流片的三相可控硅控制芯片即DTC6124M可控硅专用控制芯片，加上工业4.0技术等面向下一代适合互联网个性化生产的工业相关技术，通过SNMP、WebServer等网络功能，使得用户基于所述装置构造的硬件电路来方便快捷地操作、使用该款控制仪表完成相关的远程或本地的精确控制任务。也就是说本实用新型可以控制工业环境下的多种工况，比如低频炉的加热温度控制，其能够基于互联网，通过所述网络接口电路的工业以太网接口与客户端或服务器进行数据交互。又由于所述装置基于数字控制技术，使得其不易受环境温度、电源电压及时间变化等因素的影响，进而使得装置系统的稳定性和整体的可靠性大幅提高，且系统的通用性强、灵活性大。
实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：
本实用新型开发一种基于三相可控硅控制芯片构造的硬件电路结构，其能够整合数字式可控硅调压、调功、整流与互联网、智能控制仪表、互联网+三相电控制装置，主要可应用于输电、变电和配电行业，电机驱动行业，钢铁及金属冶炼行业，轨道交通行业，大功率电源行业，电焊机行业等领域，大量的工矿企业可以采用相关控制产品来提高其生产效率，而采用传统的仪表+可控硅调整器方案也可以通过基于本案所述内容的技术改造的办法进行升级换代；得装置系统的稳定性和整体的可靠性大幅提高。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
