JPH0827660B2 - Switching semiconductor device control circuit - Google Patents
Switching semiconductor device control circuitInfo
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- JPH0827660B2 JPH0827660B2 JP60255669A JP25566985A JPH0827660B2 JP H0827660 B2 JPH0827660 B2 JP H0827660B2 JP 60255669 A JP60255669 A JP 60255669A JP 25566985 A JP25566985 A JP 25566985A JP H0827660 B2 JPH0827660 B2 JP H0827660B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はサイリスタのようなスイツチング半導体素子
の導通幅を制御する制御回路に関する。The present invention relates to a control circuit for controlling the conduction width of a switching semiconductor element such as a thyristor.
サイリスタのようなスイツチング半導体素子の導通制
御を行う制御回路にマイクロコンピユータ及びデジタル
タイマとして作用するカウンタなどを用いることによ
り、最適な導通制御を自動的に行うことが既に提案され
ている。この種の従来方法の一例として、カウンタから
なるタイマは電源電圧の零点からクロツクパルスの計数
を開始し、同時にマイクロコンピユータも位相制御プロ
グラムを働かせて制御角の計算を行い、制御角が求めら
れた時点でこの制御角に相当する計数値に前記タイマの
設定値を変更することが行われている。It has already been proposed to automatically perform optimum conduction control by using a microcomputer or a counter acting as a digital timer in a control circuit for controlling conduction of a switching semiconductor element such as a thyristor. As an example of this type of conventional method, a timer consisting of a counter starts counting clock pulses from the zero point of the power supply voltage, and at the same time, the microcomputer also operates the phase control program to calculate the control angle, and when the control angle is obtained. Therefore, the set value of the timer is changed to a count value corresponding to this control angle.
この様な従来方法では、電源電圧の零点にてタイマが
クロツクパルスの計数を開始するので、マイクロコンピ
ユータの計算ミスや暴走時にタイマに誤つた設定が行わ
れ、この場合に最小制御角以前に駆動信号がスイツチン
グ半導体素子に送出されることがあり、このことは過電
流、過電圧状態を招いたり、或いはスイツチング半導体
素子の導通失敗によるトランスの偏励磁を生ずる原因と
なる。In such a conventional method, since the timer starts counting clock pulses at the zero point of the power supply voltage, the timer is set incorrectly when the microcomputer is miscalculated or runs out.In this case, the drive signal is output before the minimum control angle. May be transmitted to the switching semiconductor element, which may cause an overcurrent or overvoltage state, or may cause biased excitation of the transformer due to failure of conduction of the switching semiconductor element.
本発明は以上の欠点を除去するために,スイッチング
半導体素子の導通幅を制御する制御回路において,電源
電圧がほぼ零になる零点を検出する回路と,該回路から
の零点検出信号を受けて出力を低レベルに降下させ,予
め決められた最小制御角に相当する時間が経過すると出
力を再び高レベルに上昇させる単安定マルチバイブレー
タと,電源周波数に比べて充分に高いクロックパルス群
を発生する発振器と,該発振器のクロックパルス群と前
記単安定マルチバイブレータの出力とのAND論理し,断
続するクロックパルスブロックを出力するAND回路と,
前記零点検出信号を受けて割込み処理を開始し,出力検
出信号と設定信号とに基づき前記スイッチング半導体素
子の制御角の計算を行って該制御角に相当する計数命令
信号を前記最小制御角に相当する時間内に出力するコン
ピュータと,前記AND回路の出力信号を受けてクロック
パルスの計数を開始し,その計数値が前記コンピュータ
から与えられた計数命令信号による計数設定値と等しく
なるとき出力信号を生ずるタイマとからなることを特徴
とするスイッチング半導体素子の制御回路を提供するも
のである。In order to eliminate the above drawbacks, the present invention provides a control circuit for controlling the conduction width of a switching semiconductor element, a circuit for detecting a zero point at which the power supply voltage becomes almost zero, and a zero point detection signal output from the circuit. To a low level, and a monostable multivibrator that raises the output to a high level again when the time corresponding to a predetermined minimum control angle elapses, and an oscillator that generates a clock pulse group sufficiently higher than the power supply frequency. And an AND circuit that performs AND logic of the clock pulse group of the oscillator and the output of the monostable multivibrator, and outputs an intermittent clock pulse block,
Upon receiving the zero-point detection signal, the interrupt process is started, the control angle of the switching semiconductor element is calculated based on the output detection signal and the setting signal, and the count command signal corresponding to the control angle corresponds to the minimum control angle. And a computer that outputs within the time period to start counting clock pulses in response to the output signal of the AND circuit, and the count value becomes equal to the count set value by the count command signal given from the computer, the output signal is output. The present invention provides a control circuit for a switching semiconductor device, characterized in that it comprises a timer that occurs.
前記タイマは最小制御角に相当する時点からクロツク
パルスの計数を行うので、コンピユータが計算ミスした
り又は暴走した場合でも最小制御角以前に駆動信号がス
イツチング半導体素子に送出されることはなく、従つて
過剰な導通による過電流、過電圧を生ずることがなく、
また導通失敗によるトランスの偏励磁の一因を与えるこ
ともない。Since the timer counts the clock pulse from the time corresponding to the minimum control angle, even if the computer miscalculates or runs out of control, the drive signal is not sent to the switching semiconductor device before the minimum control angle, and accordingly, No overcurrent or overvoltage caused by excessive conduction,
In addition, it does not give a cause of biased excitation of the transformer due to failure of conduction.
また前記コンピユータは電源電圧の零点から最小制御
角に相当する時間までの期間内に割込み処理にて制御角
の計算を行うと共にその制御角に相当する計数命令信号
を前記タイマに与えているので、プログラムの実行時間
のバラツキを考慮する必要がなく、割込み処理のハード
ウエアを簡略化できる。Further, since the computer calculates the control angle by interrupt processing within the period from the zero point of the power supply voltage to the time corresponding to the minimum control angle, and gives a count command signal corresponding to the control angle to the timer, There is no need to consider variations in program execution time, and the interrupt processing hardware can be simplified.
第1図及び第2図により本発明の一実施例を説明す
る。An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
第1図は定電圧電源の一実施例を示し、1,1′は交流
電源に接続される交流入力端子、2は2組のスイッチン
グ半導体素子,例えばサイリスタを互いに逆向きにして
並列に接続してなる交流スイツチ、3はトランス、4は
トランス3の2次巻線間に接続された全波整流回路、5
は負荷、6は電圧分割抵抗器、7は電圧検出抵抗器であ
る。そしてこの発明に係る制御回路10は、交流入力端子
1,1′に接続される端子11,11′、抵抗器6と7との接続
点に接続される端子9、交流スイツチ2に接続される端
子8を備えると共に、1次巻線が端子11,11′間に接続
された変成器12、全波整流器13、抵抗器14、比較器15、
基準電源16、キヤパシタと抵抗器とからなる微分回路1
7、単安定マルチバイブレータ18、クロツクパルスを生
ずる発振器19、AND回路20、タイマ21、微分回路22、増
幅器23、マイクロコンピユータのようなコンピユータ2
4、アナログ−デジタル変換器25、出力電圧設定用ポテ
ンシヨメータ26などからなる。FIG. 1 shows an embodiment of a constant voltage power source, 1, 1'is an AC input terminal connected to an AC power source, 2 is a pair of switching semiconductor elements, for example, thyristors, which are connected in parallel in opposite directions. AC switch formed by 3 is a transformer, 4 is a full-wave rectifier circuit connected between the secondary windings of the transformer 3, 5
Is a load, 6 is a voltage dividing resistor, and 7 is a voltage detecting resistor. The control circuit 10 according to the present invention has an AC input terminal.
1, 1'is connected to terminals 11 and 11 ', terminal 9 is connected to the connection point between resistors 6 and 7, and terminal 8 is connected to AC switch 2. , A transformer 12, a full-wave rectifier 13, a resistor 14, a comparator 15, connected between 11 ',
Differentiator circuit 1 consisting of reference power supply 16, capacitor and resistor
7, monostable multivibrator 18, oscillator 19 for generating clock pulse, AND circuit 20, timer 21, differentiating circuit 22, amplifier 23, computer 2 such as a microcomputer
4. An analog-digital converter 25, an output voltage setting potentiometer 26 and the like.
次に動作説明を行う。 Next, the operation will be described.
変成器12により検出された電源電圧検出信号は全波整
流器13及び抵抗器14により、第2図b)に示すような全
波整流波形に変換された後、比較器15に入力される。比
較器15はその検出電圧と同図b)に示すような低レベル
の基準電圧とを比較し、同図c)に示すような信号を出
力する。この信号の立上り部分が微分回路17により微分
され、同図d)に示すような信号となる。この信号は電
源電圧のほぼ零点を示すものであり、零点検出信号とし
て知られている。The power supply voltage detection signal detected by the transformer 12 is converted by the full-wave rectifier 13 and the resistor 14 into a full-wave rectified waveform as shown in FIG. 2B), and then input to the comparator 15. The comparator 15 compares the detected voltage with a low-level reference voltage as shown in b) in the figure and outputs a signal as shown in c) in the figure. The rising portion of this signal is differentiated by the differentiating circuit 17 and becomes a signal as shown in FIG. This signal indicates almost the zero point of the power supply voltage and is known as a zero point detection signal.
この零点検出信号は単安定マルチバイブレータ18及び
コンピユータ24に入力される。単安定マルチバイブレー
タ18は、零点検出信号によりトリガされるとその出力が
低レベルに降下する。良く知られているようにこれと同
時に単安定マルチバイブレータ18の時定数回路が動作を
開始し、予め決めた最小制御角に相応する時間が経過す
るとその出力は再び高レベルになる。従つて、単安定マ
ルチバイブレータ18の出力は、電源電圧の零点から予め
決められた最小制御角に相応する時点までの期間中、必
ず低レベルにある。この実施例で最小制御角とは、主回
路電圧に対し主回路電流が遅れを有する場合、電源電圧
が負に遷移しても未だ電流が通流している期間にほぼ等
しい角度、又は更に別の要因をも加味して予め決めた期
間に等しい角度を言い、交流スイツチに駆動信号が送出
されるのを禁止したい期間である。この最小制御角以前
に駆動信号が交流スイツチ2に与えられると、交流スイ
ツチの導通幅が大きくなり過ぎるために過電圧、過電流
の原因となつたり、或いは交流スイツチの導通失敗が起
こり、トランス3が偏磁する一因となる。他方、コンピ
ユータ24は割込み命令信号となる零点検出信号を受ける
と同時に割込みを行い、割込み処理プログラムに従つて
A/D変換器25によりデジタル化された負荷電圧検出信号
を読み込むと共に出力電圧設定用ポテンシヨメータ26に
よる設定値を読み込み、これから制御角を計算して制御
量を決定する。コンピユータ24はその他にも例えば、出
力電圧、電流のセグメント表示、ある時間毎の出力の計
測など、また電気集塵装置の場合には更にスパーク表
示、逆電離状態の検出、集塵効率の算出などをプログラ
ムに従つて処理しているが、零点検出信号が割込み命令
信号として入力されると直ちに割込みを行い、遅くとも
最小制御角以前に制御角の計算を行つて制御量を決め、
タイマ21に対する計数命令信号の送出を終了している。
発振器19に同図f)に示すようなクロツクパルス群を発
生する。このクロツクパルスは電源周波数に比べて十分
に高く、例えば20KHzである。AND回路20は発振器19から
クロツクパルス群と単安定マルチバイブレータ18の出力
とをAND論理し、同図g)に示すような断続するクロツ
クパルスブロツクをタイマ21に出力する。そしてタイマ
21はAND回路20からのクロツクパルスの計数を開始し、
最小制御角以前にコンピユータ24から与えられた計数命
令信号により設定された設定計数値まで計数を行うと、
タイマ21の出力は同図h)に示すように低レベルから高
レベルに反転する。この高レベル出力信号は、次の動作
サイクルでコンピユータ24から計数命令信号を受けるま
で、或いは電源電圧の零点まで保持される。タイマ21の
出力信号の立上り部分が微分回路22を介して得られ、そ
の同図i)に示すようなパルス信号は増幅器23により所
望の値に増幅された後、駆動信号として交流スイツチ2
の制御端子に印加される。ここで交流スイツチがバイポ
ーラトランジスタ或いはFETなどからなる場合には、微
分回路22が削除されるが,この場合には,タイマ21の高
レベル出力信号は,電源電圧の零点まで保持される。This zero point detection signal is input to the monostable multivibrator 18 and the computer 24. The monostable multivibrator 18 drops its output to a low level when triggered by the zero detection signal. As is well known, at the same time, the time constant circuit of the monostable multivibrator 18 starts to operate, and when the time corresponding to the predetermined minimum control angle elapses, its output becomes high level again. Therefore, the output of the monostable multivibrator 18 is always at a low level during the period from the zero point of the power supply voltage to the time point corresponding to the predetermined minimum control angle. In this embodiment, the minimum control angle is an angle substantially equal to the period during which the current is still flowing even when the main circuit current has a delay with respect to the main circuit voltage, even if the power supply voltage changes to a negative value, or still another angle. This is a period in which it is desired to prohibit the sending of a drive signal to the AC switch by saying an angle equal to a predetermined period in consideration of factors. If a drive signal is applied to the AC switch 2 before this minimum control angle, the conduction width of the AC switch becomes too large, which may cause overvoltage or overcurrent, or the AC switch may fail to conduct. It will be one of the causes of demagnetization. On the other hand, the computer 24 interrupts at the same time it receives the zero point detection signal which is the interrupt command signal, and executes the interrupt processing program according to the interrupt processing program.
The load voltage detection signal digitized by the A / D converter 25 is read, the set value by the output voltage setting potentiometer 26 is read, and the control angle is calculated from this to determine the control amount. In addition, the computer 24 also displays, for example, output voltage, current segment display, output measurement at certain times, and in the case of an electrostatic precipitator, a spark display, detection of reverse ionization state, calculation of dust collection efficiency, etc. Is processed according to the program, but when the zero-point detection signal is input as an interrupt command signal, an interrupt is made immediately, and at the latest, the control angle is calculated before the minimum control angle to determine the control amount,
The transmission of the count command signal to the timer 21 has been completed.
The oscillator 19 generates a clock pulse group as shown in FIG. This clock pulse is sufficiently higher than the power supply frequency, for example, 20 KHz. The AND circuit 20 performs an AND logic on the clock pulse group from the oscillator 19 and the output of the monostable multivibrator 18, and outputs an intermittent clock pulse block as shown in FIG. And timer
21 starts counting clock pulses from the AND circuit 20,
When counting up to the set count value set by the count command signal given from the computer 24 before the minimum control angle,
The output of the timer 21 is inverted from low level to high level as shown in FIG. This high level output signal is held until the count command signal is received from the computer 24 in the next operation cycle or until the zero point of the power supply voltage. The rising portion of the output signal of the timer 21 is obtained through the differentiating circuit 22, and the pulse signal as shown in i) of the figure is amplified by the amplifier 23 to a desired value, and then the AC switch 2 is used as a drive signal.
Applied to the control terminal of. Here, when the AC switch is formed of a bipolar transistor or FET, the differentiating circuit 22 is deleted, but in this case, the high level output signal of the timer 21 is held up to the zero point of the power supply voltage.
以上述べたように本発明によれば、タイマが最小制御
角以後からクロツクパルスの計数を始め、またコンピユ
ータは電源電圧の零点から最小制御角に至るまでの期間
内に割込みにより制御角を算出してその制御量に相応す
る計数命令信号をタイマに送出するような回路構成にし
ているので、コンピユータが計算ミス、或いは暴走を行
つても最小制御角以前に駆動信号が交流スイツチに送出
されることがなく、従つて過電圧、過電流状態を呈する
原因を与えず、また交流スイツチの導通失敗によるトラ
ンスの偏磁の一因を与えることもない。更に、また割込
み処理プログラムの各実行時間が異なつても最小制御角
以内に実行が完了すればよいので、ソフトウエアが簡単
になり、割込み処理が零点検出だけで出来るので装置の
構成を簡略化できる。As described above, according to the present invention, the timer starts counting clock pulses after the minimum control angle, and the computer calculates the control angle by interruption within the period from the zero point of the power supply voltage to the minimum control angle. Since the circuit configuration is such that the count command signal corresponding to the control amount is sent to the timer, even if the computer makes a calculation error or runs out of control, the drive signal can be sent to the AC switch before the minimum control angle. Therefore, it does not give a cause of exhibiting an overvoltage or overcurrent state, nor does it give a cause of the demagnetization of the transformer due to the failure of conduction of the AC switch. Furthermore, even if the execution time of the interrupt processing program is different, the execution is completed within the minimum control angle, so the software becomes simple and the interrupt processing can be performed only by detecting the zero point, so that the device configuration can be simplified. .
第1図は本発明に係る半導体スイツチング素子の制御回
路の一実施例を示す図、第2図は本発明の実施例を説明
するための波形を示す図である。 1,1′……入力端子、2……交流スイツチ 5……負荷、10……制御回路 15……比較器 18……単安定マルチバイブレータ 19……発振器、20……AND回路 21……タイマ、24……コンピユータ 25……A/D変換器FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a control circuit for a semiconductor switching element according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing waveforms for explaining an embodiment of the present invention. 1, 1 '... input terminal, 2 ... AC switch 5 ... load, 10 ... control circuit 15 ... comparator 18 ... monostable multivibrator 19 ... oscillator, 20 ... AND circuit 21 ... timer , 24 …… Computer 25 …… A / D converter
Claims (1)
る制御回路において, 電源電圧がほぼ零になる零点を検出する回路と, 該回路からの零点検出信号を受けて出力を低レベルに降
下させ,予め決められた最小制御角に相当する時間が経
過すると出力を再び高レベルに上昇させる単安定マルチ
バイブレータと, 電源周波数に比べて充分に高いクロックパルス群を発生
する発振器と, 該発振器のクロックパルス群と前記単安定マルチバイブ
レータの出力とをAND論理し,断続するクロックパルス
ブロックを出力するAND回路と, 前記零点検出信号を受けて割込み処理を開始し,出力検
出信号と設定信号とに基づき前記スイッチング半導体素
子の制御角の計算を行って該制御角に相当する計数命令
信号を前記最小制御角に相当する時間内に出力するコン
ピュータと, 前記AND回路の出力信号を受けてクロックパルスの計数
を開始し,その計数値が前記コンピュータから与えられ
た計数命令信号による計数設定値と等しくなるとき出力
信号を生ずるタイマとからなることを特徴とするスイッ
チング半導体素子の制御回路。1. A control circuit for controlling a conduction width of a switching semiconductor element, which detects a zero point at which a power supply voltage becomes substantially zero, and receives a zero point detection signal from the circuit to lower an output to a low level. A monostable multivibrator that raises the output to a high level again after a time corresponding to a predetermined minimum control angle, an oscillator that generates a clock pulse group sufficiently higher than the power supply frequency, and a clock pulse of the oscillator. An AND circuit for AND logic of the group and the output of the monostable multivibrator to output an intermittent clock pulse block; and an interrupt process that starts upon receiving the zero-point detection signal, and based on the output detection signal and the setting signal. The control angle of the switching semiconductor element is calculated and the count command signal corresponding to the control angle is output within the time corresponding to the minimum control angle. And a timer that receives the output signal of the AND circuit, starts counting clock pulses, and generates an output signal when the count value becomes equal to the count set value by the count command signal given from the computer. A control circuit for a switching semiconductor element characterized by the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60255669A JPH0827660B2 (en) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | Switching semiconductor device control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60255669A JPH0827660B2 (en) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | Switching semiconductor device control circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62115510A JPS62115510A (en) | 1987-05-27 |
JPH0827660B2 true JPH0827660B2 (en) | 1996-03-21 |
Family
ID=17281968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60255669A Expired - Lifetime JPH0827660B2 (en) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | Switching semiconductor device control circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0827660B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01148565A (en) * | 1987-12-04 | 1989-06-09 | Konica Corp | Voltage control device |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5771023A (en) * | 1980-10-22 | 1982-05-01 | Hitachi Seiko Ltd | Controlling method for alternating-current voltage phase |
-
1985
- 1985-11-14 JP JP60255669A patent/JPH0827660B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62115510A (en) | 1987-05-27 |
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