CN105846729B - 一种测量电流控制单相电动机的晶闸管控制电路 - Google Patents

Abstract

一种测量电流控制单相电动机的晶闸管控制电路，连接单相电动机的电路输出端之一接往单相电源输入端的一极，该输出端之一经反向连接二极管、降压电阻以及至少包括一稳压二极管支路和一滤波电容器支路的并联电路，接往单相电源输入端的另一极；并联电路二公共节点中较高电位者连接电子控制电路的直流电源端，较低电位者连接电子控制电路的共地端；双向晶闸管的第2主电极经电流检测电阻接往高电位公共节点，第1主电极接往连接单相电动机的电路输出端之二；双向晶闸管第2主电极与电流检测电阻的连接点接往电子控制电路的信号输入端；晶闸管的控制极接往电子控制电路的控制输出端。该电路简单而成本低，满足控制性能要求。

Description

一种测量电流控制单相电动机的晶闸管控制电路

技术领域

本发明涉及一种晶闸管电动机控制电路，尤其涉及一种测量电流控制单相电动机的晶闸管控制电路，在国际专利分类表中，分类可属于H02P7/622。

背景技术

以双向晶闸管控制单相电动机已有悠久历史，为了获得优良性能，有时还需测量电动机的电流进行控制。然而，现有技术该控制电路比较复杂而成本比较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种测量电流控制单相电动机的晶闸管控制电路，其相比现有技术的电路简单而成本低，但满足控制性能要求，尤其可连续测量电动机的电流瞬时值进行控制。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：一种测量电流控制单相电动机的晶闸管控制电路，包括：单相电源输入端，连接单相电动机的电路输出端，双向晶闸管，具有共地端及相对该共地端的直流电源端、信号输入端和控制输出端的电子控制电路；其特征在于：

——所述连接单相电动机的电路输出端之一接往所述单相电源输入端的一极，该输出端之一经反向连接二极管、降压电阻以及至少包括一稳压二极管支路和一滤波电容器支路的并联电路，接往单相电源输入端的另一极；

——所述并联电路二公共节点中较高电位者连接所述直流电源端，较低电位者连接所述共地端；

——所述双向晶闸管的第2主电极经电流检测电阻接往所述高电位公共节点，第1主电极接往所述连接单相电动机的电路输出端之二；

——所述双向晶闸管第2主电极与电流检测电阻的连接点接往所述信号输入端；

——所述晶闸管的控制极接往所述控制输出端。

在上述控制电路中：

——按欧姆定律，电流检测电阻上的电压正比于通过的电流；

——按基尔霍夫第2定律，双向晶闸管第2主电极与电流检测电阻的连接点对共地端的电压，即等于直流电源端对共地端的电压与电流检测电阻上的电压降叠加之和；

——直流电源端对共地端为稳压二极管和滤波电容器并联电路所恒定的电压。

因此，电流检测电阻上的电压被钳位于基于共地端的直流电源电压，对其测量所需的共地和钳位问题被巧妙地结合解决，即双向晶闸管第2主电极与电流检测电阻的连接点向所述电子控制电路成功输出相应单相电动机交流电流且能够被通常如单片机一类电子控制电路所测量的电压。该设计的技术效果是：

——使用电阻降压取样相比使用传统的电流互感器或最新的电流传感器专用芯片，成本较低和体积较小；

——省去如单片机一类电子控制电路在测量交流信号通常所需的预处理电路，如使用电阻、电容和二极管组合或运算放大器的钳位电路等，除可降低成本外，还可对测量有更快的响应，提高可靠性。

该电路的进一步设计是，所述双向晶闸管第2主电极与电流检测电阻的连接点经一分压电路接往所述信号输入端。该分压电路可以使所述信号输入端获得适合的信号幅值。该分压电路的下电阻最好并联一适当的电容器，以滤除干扰。

本发明的技术方案和效果将在具体实施方式中结合附图作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明实施例电路图。

具体实施方式

如图1，本发明实施例以测量电流控制单相电动机的晶闸管控制电路主要包括：

——单相电源输入端，其2极分别为AC_INPUT1和AC_INPUT2；

——连接单相电动机的电路输出端，其2极分别为MOTOR11和MOTOR12；

——双向晶闸管Q1；

——单片机U1,其第8脚为共地脚VSS,第1脚为直流电源脚VDD,第2～7脚是编号为GP0～GP5的IO口。

图中：

——单相电源输入端的一极AC_INPUT1经温度保险丝F1连接单相电动机的输出端之一MOTOR11，该连接点经反向连接的二极管D1、电阻R11和R12、由稳压二极管DZ1、滤波电容器C7和C8、电阻R16并联而成的电路，接往单相电源输入端的另一极AC_INPUT2；

——上述并联电路二公共节点，与降压电阻R12连接点者为本实施例电路的共地端GND，其连接单片机U1第8脚即共地脚VSS；另一公共节点连接单片机U1第1脚即直流电源脚VDD，作为本实施例电路的直流电源端VCC。由于二极管D1的整流、电阻R11和R12的降压、稳压二极管DZ1的稳压和滤波电容器C7、C8的滤波，在上述共地端GND和直流电源端VCC之间，形成以直流电源端VCC对共地端GND(以下简称“地”)为正5V的直流电源电压，供单片机U1工作；

——双向晶闸管Q1的第2主电极(即通常所称T2)经电流检测电阻R22接往直流电源端VCC；第1主电极(即通常所称T1)接往上述连接单相电动机另一输出端MOTOR12；

——双向晶闸管Q1的第2主电极与电流检测电阻R22的连接点经电阻R24连接单片机U1的IO口GP4。GP4同时经电阻R23和电容C10并联接地。电阻R24和R23组成了对所述连接点对地的电压取样的分压降压电路。电容C10起抗干扰作用；

——双向晶闸管Q1的控制极经电阻R19接往单片机的IO口GP2；

——单相电源输入端的一极AC_INPUT1经熔断器F1与单相电动机的输出端之一MOTOR11的连接点经电阻R9、R10串联连接单片机U1的IO口GP1，GP1同时经电阻R18接地，电阻R24和R23组成了对来自单相电源输入端的一极AC_INPUT1的电源对地的电压取样的分压降压电路。GP1同时经电阻R17连接直流电源端VCC和经电容C9接地构成测量交流信号所需的上钳位。电容C9起抗干扰作用；

——双向晶闸管Q1的第1主电极连接单相电动机另一输出端MOTOR12之A处经电阻R20、R13串联连接单片机U1的IO口GP0，GP0同时经电阻R14接地，电阻R20和R13组成了对来自A处的电动机对地的电压取样的分压降压电路。GP0同时经电阻R15连接直流电源端VCC和经电容C6接地构成测量交流电压所需的上钳位。电容C6起抗干扰作用；

——单相电源输入端的一极AC_INPUT1经熔断器F1与单相电动机的输出端之一MOTOR11的连接点还经电阻R7、R8串联连接单片机U1的IO口GP5，因此使交流电源降压后配合IO口的结构，向GP5提供控制双向晶闸管Q1触发所需与交流电源电压同步的过零信号。GP5同时经电容器C5接地，起抗干扰作用；

——单片机U1内置程序，使单片机的IO口GP2按照其它IO口的输入和内置程序输出触发脉冲，控制双向晶闸管Q1的导通，从而可按连续测量到的电动机的电流控制连接于电路输出端MOTOR11、MOTOR12的单相电动机的启动和运转。内置程序流程实例可参考本申请人的在先申请cn201510475220.4。

该电路使用电阻取样测量电流会有一定功率损耗并因而发热，需注意按单片机IO口的性能选择尽可能低的取样电压，满足工程测量精度的需要即可。输入功率数十瓦以内的小电动机，适当选择取样电压，该功率损耗可限制在电动机输入功率的1％以内。电动机额定电压较高时，电流也较小，该功率损耗可更低。

该电路直流电源电压的精度依靠稳压二极管，需注意其稳压精度。通常的稳压二极管已能满足一般电器中电流检测电阻上的电压钳位的工程测量精度的需要。

可以有属于本发明保护范围之内的如下设计改动：

——温度保险丝F1可改为设于外电路的保护装置或电路代替，即单相电源输入端的一极AC_INPUT1直接连接单相电动机的输出端之一MOTOR11；

——二极管D1、降压电阻R11和R12的串联顺序可任意；

——由分立元件组成的电子控制电路代替单片机。

Claims (3)

1.一种测量电流控制单相电动机的晶闸管控制电路，包括：单相电源输入端，连接单相电动机的电路输出端，双向晶闸管，具有共地端及相对该共地端的直流电源端、信号输入端和控制输出端的电子控制电路；其特征在于：

所述连接单相电动机的电路输出端之一接往所述单相电源输入端的一极，该输出端之一经反向连接二极管、降压电阻以及至少包括一稳压二极管支路和一滤波电容器支路的并联电路，接往单相电源输入端的另一极；

所述并联电路二公共节点中较高电位者连接所述直流电源端，较低电位者连接所述共地端；

所述双向晶闸管的第2主电极经电流检测电阻接往所述高电位公共节点，第1主电极接往所述连接单相电动机的电路输出端之二；

所述双向晶闸管第2主电极与电流检测电阻的连接点接往所述信号输入端；

所述晶闸管的控制极接往所述控制输出端。

2.按照权利要求1所述晶闸管控制电路，其特征在于：所述双向晶闸管第2主电极与电流检测电阻的连接点经一分压电路接往所述信号输入端。

3.按照权利要求2所述晶闸管控制电路，其特征在于：所述分压电路的下电阻并联一电容器。