可控硅导通角确认装置及方法

技术领域

本申请涉及可控硅控制应用技术领域，具体而言，涉及一种可控硅导通角确认装置及方法。

背景技术

随着智能家居的兴起，目前对可控硅控制的产品，无论是调光、调温或者调速，基本控制逻辑是利用可控硅斩波对后级设备进行调节：以可控硅调光为例，越来越多的家庭更换原有的灯泡为智能灯，大部分家庭安装可控硅调光器。但是，智能灯泡很难与可控硅调光器共同调光。

因此，会选择在可控硅调节的后级电路直接增加其它调节电路。但是，在后级电路调节为低功率或关机状态时，可控硅调光器会因为电路电流小于可控硅的维持电流，导致可控硅自动关断，从而导致后级电路无法准确检测可控硅的导通角，或者交流电的过零点。

为了保证可控硅在后级低功率或关机状态下，不会因为电流小而在期望关断点(如交流电过零点)前关断，常规的做法是：增加一个电路，在后级电路电流不足时，为可控硅提供维持电流，保证可控硅正常开启，从而得到准确的可控硅导通角等信号。

但是，这种做法需要外电流提供维持电流，降低可控硅系统的效率，增加待机功耗，并且会增加电路成本。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

为解决上述问题，本申请提出一种可控硅导通角确认装置及方法，通过模数转换器采样方式确定可控硅导通角，电路简单，无需维持电流电路，降低兼容可控硅控制的设备的待机功耗及成本。

根据本申请的第一方面，提出一种可控硅导通角确认装置，所述装置包括第一整流桥、第一电阻、第二电阻和模数转换器，其中：

所述第一整流桥包括第一端、第二端、第三端和第四端，所述第二端和所述第三端与所述可控硅并联，所述第一端与所述第四端连接所述第一电阻与所述第二电阻的串联支路；所述第四端接地；

所述模数转换器连接所述第一电阻和所述第二电阻串联连接的中点，用于获取所述可控硅导通的第一电压和第二电压，所述第一电压和所述第二电压用于确定所述可控硅的导通角。

根据一些实施例，所述装置还包括电平跳变检测单元，所述电平跳变检测单元包括第三电阻、第四电阻、第一电容和第一MOS管，其中：

所述第三电阻的一端连接所述第一MOS管的源极，另一端连接所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地；

所述第三电阻和所述第四电阻串联连接的中点为输入输出端口；

所述第一电容的一端连接所述第一MOS管的栅极，另一端接地；

所述第一MOS管的栅极连接供电电源，漏极连接所述第一整流桥的所述第一端。

根据一些实施例，所述装置还包括电平跳变检测单元，所述电平跳变检测单元包括第六电阻、第七电阻和第一二极管，其中：

所述第六电阻和所述第七电阻串联连接后，与所述第一整流桥的所述第一端和所述第四端并联；所述第六电阻和所述第七电阻串联连接的中点为输入输出端口；

所述第一二极管的阴极连接所述输入输出端口，阳极接地。

根据一些实施例，所述电平跳变检测单元的所述输入输出端口获取电平跳变情况，在所述输入输出端口获取到电平跳变的情况下，所述模数转换器获取所述第一电压。

根据一些实施例，所述模数转换器连续获取输入电压，在所述输入电压高于第一阈值的情况下，确认此时的输入电压为所述第一电压。

根据一些实施例，所述模数转换器在获取所述第一电压后，延时第一时间，获取所述第二电压。

根据本申请的第二方面，提出一种可控硅导通角确认方法，用于如第一方面中任一项所述可控硅导通角确认装置，所述方法包括：

获取所述可控硅导通的第一电压；

延时第一时间，获取所述可控硅导通的第二电压；

根据所述第一电压和所述第二电压确定所述可控硅的导通角。

根据一些实施例，所述获取所述可控硅导通的第一电压包括：

通过所述模数转换器连续获取输入电压，在所述输入电压高于第一阈值的情况下，确认所述第一电压。

根据一些实施例，所述装置还包括电平跳变检测单元，所述获取所述可控硅导通的第一电压包括：

在所述电平跳变检测单元获取到电平跳变的情况下，获取所述第一电压。

根据一些实施例，所述根据所述第一电压和所述第二电压确定所述可控硅的导通角包括：

根据所述第一电压、所述第二电压和所述第一时间确定导通角计算公式；

根据所述导通角计算公式确认所述可控硅的所述第一电压的导通角。

本申请提出一种可控硅导通角确认装置及方法，通过ADC采样方式确定可控硅导通角，电路简单，无需维持电流电路，可降低兼容可控硅控制器的设备的待机功耗及成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，而不是对本申请的限制。

图1示出一示例性的市电正弦波波形的示意图；

图2示出一示例性的正常可控硅切相后的后级供电电压波形的示意图；

图3示出一示例性的可控硅在未至过零点时关断后的后级供电电压波形的示意图；

图4示出一示例性实施例的一种可控硅导通角确认装置示意图；

图5示出示例性的一种可控硅导通角确认装置示意图的又一实施例；

图6示出示例性的一种可控硅导通角确认装置示意图的又一实施例；

图7示出一示例性实施例的一种可控硅导通角确认方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的，因此不能用于限制本申请的保护范围。

图1示出一示例性的市电正弦波波形的示意图。

图1示出市电正弦波波形，图2示出正常可控硅切相后的后级供电电压波形。

根据一些实施例，通过调节可控硅的导通角，即可调整后级负载的功率，正常情况下，负载在可控硅导通后能为可控硅提供足够的维持电流，让可控硅保持导通状态至过零电压(或过零点附近)后关断。但若在后级增加其它功率调节电路，则可能导致可控硅在未至过零点时就因维持电流不足而关断，如图3所示，且此状态因后级负载的原因，通常不是一个稳定的关断点，此时若采用过零点及可控硅导通角间的时间差来计算导通角就无法准确实现，需要增加电路提供可控硅导通的维持电流，使后级供电电压波形保持图2形态，方可正常检测可控硅的导通角。

图4示出一示例性实施例的一种可控硅导通角确认装置示意图。

如图4所示，可控硅导通角确认装置包括第一整流桥DB1、第一电阻R1、第二电阻R2和模数转换器ADC；其中：第一整流桥DB1包括第一端1、第二端2、第三端3和第四端4，第二端2和第三端3与可控硅控制器401并联，第一端1与第四端4连接第一电阻R1与第二电阻R2的串联支路，第四端4接地；模数转换器ADC连接第一电阻R1和第二电阻串联R2连接的中点，用于获取可控硅控制器导通的第一电压U

根据一些实施例，可控硅导通角确认装置还包括熔断丝F1，串联于可控硅控制器401与第一整流桥DB1的第二端2之间。

根据示例实施例，模数转换器ADC连续获取输入电压，在输入电压高于第一阈值的情况下，确认此时的输入电压为第一电压U

根据一些实施例，第一时间t≤Δt，其中，Δt为可控硅控制器导通后到截止点的时间。

根据示例实施例，将第一电压U

根据一些实施例，也可以根据预先存储的电压与相位角的关系，使用查表法确定可控硅控制器导通角。

本申请提供一种可控硅导通角确认装置，通过ADC采样方式确定可控硅导通角，电路简单，无需维持电流电路，可降低兼容可控硅控制器的设备的待机功耗及成本。

图5示出示例性的一种可控硅导通角确认装置示意图的又一实施例。

如图5所示，可控硅导通角确认装置包括第一整流桥DB1、第一电阻R1、第二电阻R2、模数转换器ADC和电平跳变检测单元403；其中：第一整流桥DB1包括第一端1、第二端2、第三端3和第四端4，第二端2和第三端3与可控硅控制器401并联，第一端1与第四端4连接第一电阻R1与第二电阻R2的串联支路，第四端4接地；模数转换器ADC连接第一电阻R1和第二电阻串联R2连接的中点，用于获取可控硅控制器导通的第一电压U

根据示例实施例，电平跳变检测单元403包括第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1和第一MOS管Q1，其中：第三电阻R3的一端连接第一MOS管Q1的源极，另一端连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端接地；第三电阻R3和第四电阻R4串联连接的中点为输入输出端口I/O；第一电容C1的一端连接第一MOS管Q1的栅极，另一端接地；第一MOS管Q1的栅极连接供电电源VDD，漏极连接第一整流桥DB1的第一端1。

根据一些实施例，可控硅导通角确认装置还包括熔断丝F1，串联于可控硅控制器401与第一整流桥DB1的第二端2之间。

根据示例实施例，电平跳变检测单元403的输入输出端口I/O处获取电平跳变情况，在输入输出端口I/O获取到电平跳变的情况下，模数转换器ADC开启采样，得到第一电压U

根据一些实施例，第一时间t≤Δt，其中，Δt为可控硅控制器导通后到截止点的时间。

根据示例实施例，将第一电压U

根据一些实施例，也可以根据预先存储的电压与相位角的关系，使用查表法确定可控硅控制器导通角。

根据一些实施例，电平跳变检测单元403还包括第五电阻R5，一端与第一MOS管Q1的源极连接，另一端连接使能端EN，实现可控硅控制器对后级设备的控制，防止可控硅关断时，后级设备工作异常。

本申请提供一种可控硅导通角确认装置，通过ADC采样方式确定可控硅导通角，并通过MOS管降低设备功耗；电路简单，无需维持电流电路，可降低兼容可控硅控制器的设备的待机功耗及成本。增加电平跳变检测单元，减少ADC采样对控制器资源的占用，可以只采集可控硅导通时的市电电压U1，以及一定时间后(在截止点或截止点前)的电压值U2，即可判断可控硅导通相位。

图6示出示例性的一种可控硅导通角确认装置示意图的又一实施例。

如图6所示，可控硅导通角确认装置包括第一整流桥DB1、第一电阻R1、第二电阻R2、模数转换器ADC和电平跳变检测单元403；其中：第一整流桥DB1包括第一端1、第二端2、第三端3和第四端4，第二端2和第三端3与可控硅控制器401并联，第一端1与第四端4连接第一电阻R1与第二电阻R2的串联支路，第四端4接地；模数转换器ADC连接第一电阻R1和第二电阻串联R2连接的中点，用于获取可控硅控制器导通的第一电压U

根据示例实施例，电平跳变检测单元403包括第三电阻R3、第四电阻R4和第一二极管D1，其中：第三电阻R3和第四电阻R4串联连接后，与第一整流桥DB1的第一端1和第四端4并联；第三电阻R3和第四电阻R4串联连接的中点为输入输出端口I/O；第一二极管D1的阴极连接输入输出端口I/O，阳极接地。

根据示例实施例，电平跳变检测单元403的输入输出端口I/O处获取电平跳变情况，在输入输出端口I/O获取到电平跳变的情况下，模数转换器ADC开启采样，得到第一电压U

根据一些实施例，第一时间t≤Δt，其中，Δt为可控硅控制器导通后到截止点的时间。

根据示例实施例，将第一电压U

根据一些实施例，也可以根据预先存储的电压与相位角的关系，使用查表法确定可控硅控制器导通角。

根据一些实施例，电平跳变检测单元403还包括第五电阻R5，一端与第一MOS管Q1的源极连接，另一端连接使能端EN，实现可控硅控制器对后级设备的控制，防止可控硅关断时，后级设备工作异常。

本申请提供一种可控硅导通角确认装置，通过ADC采样方式确定可控硅导通角，并通过二极管降低设备成本；电路简单，无需维持电流电路，可降低兼容可控硅控制器的设备的待机功耗及成本。增加电平跳变检测单元，减少ADC采样对控制器资源的占用，可以只采集可控硅导通时的市电电压U1，以及一定时间后(在截止点或截止点前)的电压值U2，即可判断可控硅导通相位。

图7示出一示例性实施例的一种可控硅导通角确认方法的流程图。

S701，获取可控硅导通的第一电压。

根据示例实施例，模数转换器ADC连续获取输入电压，在输入电压高于第一阈值的情况下，确认此时的输入电压为第一电压U

S702，延时第一时间，获取可控硅导通的第二电压。

根据示例实施例，模数转换器ADC在获取第一电压U

根据一些实施例，第一时间t≤Δt，其中，Δt为可控硅控制器导通后到截止点的时间。

S703，根据第一电压和第二电压确定可控硅的导通角。

根据示例实施例，根据第一电压U

根据一些实施例，将第一电压U

根据一些实施例，也可以根据预先存储的电压与相位角的关系，根据第一电压U

本申请提出一种可控硅导通角确认方法，通过ADC采样，只采集可控硅导通时的市电电压U

应清楚地理解，本申请描述了如何形成和使用特定示例，但本申请不限于这些示例的任何细节。相反，基于本申请公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施例。

此外，需要注意的是，上述附图仅是根据本申请示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

以上具体地示出和描述了本申请的示例性实施例。应可理解的是，本申请不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本申请意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。