一種自控溫型晶閘管固態開關及控溫方法
【專利摘要】本發明提供了一種自控溫型晶閘管固態開關及其控溫方法，該固態開關主要由溫度熔斷器、雙向晶閘管、阻容保護電路構成的主電路和由充電控制支路、電容支路、觸發支路構成的自控溫觸發電路組成；固態開關可以工作在自控溫狀態，控制負載溫度恒定，也可以外接電位器，工作在可調節自控溫狀態或者是手動狀態。該固態開關在傳統的雙向晶閘管觸發電路基礎上，增加少量元件即可實現負載溫度的自動控制，電路簡單可靠，保護功能完善，實現了弱電流控制強電流功能，可以用于電烤火爐等需要進行溫度調節與控制的場合。
【專利說明】一種自控溫型晶閘管固態開關及控溫方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電路開關【技術領域】，特別涉及一種自控溫型晶閘管固態開關及控溫方法。
【背景技術】
[0002]電烤火爐(電取暖器)普遍采用雙向晶閘管調壓電路改變發熱功率。傳統的雙向晶閘管觸發電路由可調電阻、電容、觸發二極管、雙向晶閘管組成，在電源的正負半周，電源通過可調電阻對電容進行充電，電容兩端電壓以指數規律上升，當電容兩端電壓上升到觸發二極管的轉折電壓，觸發二極管觸發導通，電容、觸發二極管、雙向晶閘管的門極和其一端形成回路，電容向雙向晶閘管的門極放電，雙向晶閘管觸發導通，電容兩端電壓回復到初始狀態，電源加在負載的兩端使負載獲得功率。若可調電阻、和電容的取值合理，在運行的過程中，手動調節可調電阻的大小，改變電容的充電常數，就能控制雙向晶閘管在電源正負半波觸發的相角，從而控制負載所能獲得的功率大小。此類電路的優點為結構簡單，運行可靠。但是要控制負載所能獲得的功率，必須通過手動調節可調電阻的大小，而不能根據溫度高低進行調節與自動恒溫。另外，電烤火爐都設有保護用的溫度開關，當烤火爐溫度超出允許值時，串聯在主回路的溫度開關斷開，直接切斷主回路，有可能出現拉弧現象，損壞設備。

【發明內容】

[0003]本發明的目的之一在于克服上述現有技術的缺點與不足，提供一種結構合理、價格低、簡單可靠，可根據溫度高低進行自動調節來控制溫度的自控溫型晶閘管固態開關，可應用到電烤火爐等需要控溫恒溫的場合。
[0004]本發明的另一目的在于提供上述自控溫型晶閘管固態開關的控溫方法。
[0005]本發明的技術方案是:一種自控溫型晶閘管固態開關，包括自控溫觸發電路和主電路。
[0006]所述主電路包括串聯連接的溫度熔斷器和雙向晶閘管。
[0007]所述自控溫觸發電路包括充電控制支路、電容支路和觸發支路；充電控制支路由限流電阻、溫度開關、第一外接端子、正溫度系數熱敏電阻串聯組成，溫度開關為常閉型，在正溫度系數熱敏電阻上還并聯有第二外接端子；電容支路由移相電容組成；觸發支路由觸發二極管組成；充電控制支路的一端、電容支路的一端以及觸發支路的一端聯結成節點，充電控制支路的另外一端連接至雙向晶閘管的第一主電極，電容支路的另外一端連接至雙向晶閘管的第二主電極，觸發支路的另外一端連接至雙向晶閘管的門極。
[0008]所述自控溫型晶閘管固態開關還包括有可以連接在第一外接端子上的電位器。
[0009]所述主電路還包括有阻容保護電路，阻容保護電路并聯在雙向晶閘管的第一主電極和第二主電極上。
[0010]一種上述自控溫型晶閘管固態開關的控溫方法，包括，
短接第一外接端子，斷開第二外接端子，自控溫型晶閘管固態開關工作在自控溫狀態，控制負載溫度恒定；
在第一外接端子上連接電位器，斷開第二外接端子，自控溫型晶閘管固態開關工作在可調節自控溫狀態；
在第一外接端子上連接電位器，短接第二外接端子，自控溫型晶閘管固態開關工作在手動狀態。
[0011]溫度開關起第二控溫作用，溫度開關的動作溫度值選擇為負載允許的上限溫度值。
[0012]與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果:
在傳統的雙向晶閘管觸發電路基礎上，增加少量元件即可實現負載溫度的自動控制，同時還保留有手動控制功能，電路簡單可靠，保護功能完善，實現了弱電流控制強電流功能，可以用于電烤火爐等需要進行溫度調節與控制的場合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例電路原理圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0015]如圖1所示的自控溫型晶閘管固態開關電路中包括自控溫觸發電路100和主電路200。
[0016]主電路200包括串聯連接的溫度熔斷器RF和雙向晶閘管Vl ;主電路200還包括有阻容保護電路，電阻R2與電容C2組成的阻容保護電路串聯后再并聯在雙向晶閘管Vl的第一主電極Tl和第二主電極T2上。
[0017]自控溫觸發電路100包括充電控制支路、電容支路和觸發支路。充電控制支路由限流電阻R1、溫度開關、第一外接端子、正溫度系數熱敏電阻RT串聯組成，在正溫度系數熱敏電阻RT上還并聯有第二外接端子，溫度開關為常閉型；電容支路由移相電容Cl組成；觸發支路由觸發二極管V2組成。充電控制支路的一端、電容支路的一端以及觸發支路的一端聯結成節點G2，充電控制支路的另外一端連接至雙向晶閘管Vl的第一主電極Tl，電容支路的另外一端連接至雙向晶閘管Vl的第二主電極T2，觸發支路的另外一端連接至雙向晶閘管Vl的門極Gl。
[0018]圖1所示的自控溫型晶閘管固態開關電路中還包括可以連接在第一外接端子上的電位器RP。
[0019]將自控溫型晶閘管固態開關與負載串聯后，連接至單相交流電源，其工作原理是:
⑴自控溫狀態
短接第一外接端子，斷開第二外接端子，自控溫型晶閘管固態開關工作在自控溫狀態，控制負載溫度恒定。若負載溫度升高，則正溫度系數熱敏電阻RT的電阻值增加，充電電流減小，移相電容Cl的電壓上升溫度減慢，移相觸發角后移，加熱功率減小，從而控制負載溫度下降；若負載溫度下降，則正溫度系數熱敏電阻RT的電阻值減小，充電電流增加，移相電容Cl的電壓上升溫度加快，移相觸發角前移，加熱功率增加，從而控制負載溫度上升。
[0020](2)手動狀態
在第一外接端子上連接電位器RP，短接第二外接端子，自控溫型晶閘管固態開關工作在手動狀態。調節改變電位器RP的電阻值，可以改變加熱功率，進而改變負載溫度。
[0021]⑶可調節自控溫狀態
在第一外接端子上連接電位器RP，斷開第二外接端子，自控溫型晶閘管固態開關工作在可調節自控溫狀態。電位器RP的電阻值為O時，正溫度系數熱敏電阻RT控制溫度恒定在給定值；電位器RP的電阻值增加時，設定的給定溫度值減小，正溫度系數熱敏電阻RT控制溫度恒定在減小的給定值上。
[0022](4)第二控溫功能
溫度開關起第二控溫作用。溫度開關為常閉型開關，在前述的自控溫狀態、手動狀態或者是可調節自控溫狀態下，如果負載溫度超過溫度開關的動作溫度值，則溫度開關斷開，充電控制支路開路，雙向晶閘管Vl截止，停止加熱，迫使負載溫度下降；負載溫度低于溫度開關的動作溫度值，溫度開關閉合，負載重新加熱升溫。溫度開關的動作溫度值選擇為負載允許的上限溫度值，起溫度控制與保護作用。同時可以避免超溫時直接斷開主回路大電流造成拉弧，實現了弱電流控制強電流功能。
[0023](5)保護功能
溫度熔斷器RF的熔斷溫度選擇高于溫度開關的動作溫度值。電路發生故障，控溫功能失效造成負載溫度超過上限溫度且達到溫度熔斷器RF的熔斷溫度時，串聯在主回路的溫度熔斷器RF熔斷，切斷主回路，起最后的保護作用。溫度熔斷器RF也可以用常閉型的溫度開關進行替換。
[0024]為保證所述自控溫型晶閘管固態開關控溫正常，固態開關應該置于被控制的溫度場中，或者是固態開關中的正溫度系數熱敏電阻RT、溫度開關、溫度熔斷器RF置于被控制的溫度場中。
【權利要求】
1.一種自控溫型晶閘管固態開關，其特征在于:包括自控溫觸發電路和主電路； 所述主電路包括串聯連接的溫度熔斷器和雙向晶閘管； 所述自控溫觸發電路包括充電控制支路、電容支路和觸發支路；充電控制支路由限流電阻、溫度開關、第一外接端子、正溫度系數熱敏電阻串聯組成，溫度開關為常閉型，在正溫度系數熱敏電阻上還并聯有第二外接端子；電容支路由移相電容組成；觸發支路由觸發二極管組成；充電控制支路的一端、電容支路的一端以及觸發支路的一端聯結成節點，充電控制支路的另外一端連接至雙向晶閘管的第一主電極，電容支路的另外一端連接至雙向晶閘管的第二主電極，觸發支路的另外一端連接至雙向晶閘管的門極； 所述自控溫型晶閘管固態開關還包括有可以連接在第一外接端子上的電位器。
2.根據權利要求1所述的一種自控溫型晶閘管固態開關，其特征在于:所述主電路還包括有阻容保護電路，阻容保護電路并聯在雙向晶閘管的第一主電極和第二主電極上。
3.—種權利要求1 一 2任一項所述自控溫型晶閘管固態開關的控溫方法，其特征在于: 短接第一外接端子，斷開第二外接端子，自控溫型晶閘管固態開關工作在自控溫狀態，控制負載溫度恒定； 在第一外接端子上連接電位器，斷開第二外接端子，自控溫型晶閘管固態開關工作在可調節自控溫狀態； 在第一外接端子上連接電位器，短接第二外接端子，自控溫型晶閘管固態開關工作在手動狀態； 溫度開關起第二控溫作用，溫度開關的動作溫度值選擇為負載允許的上限溫度值。
【文檔編號】G05D23/24GK103869845SQ201410074135
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月3日 優先權日:2014年3月3日
【發明者】凌云, 彭華夏, 肖伸平, 羅樹英, 李勇 申請人:湖南工業大學