一种无触点可精准控制相位的电路合闸装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种无触点可精准控制相位的电路合闸装置，包括变压器T1、比较器U1A、单片机U2、线驱动器U3A、光耦隔离器U4A和双向晶闸管D1，所述的变压器T1一端连接220V交流电，变压器T1另一端的上侧连接电阻R1的一端，变压器T1另一端的下侧连接电阻R2和比较器U1A的引脚2，实用新型专利技术通过双向晶闸管作为开关器件，在开关过程中无机械接触部件，抑制了机械接触开关带来的暂态过电压，并且双向晶闸管的导通速度快，相位延迟在误差范围内，利于精准控制相位。通过单片机控制晶闸管导通时的电压相位，使得相位选择与控制更加智能与精准。

A circuit breaker with no contact and precise control of phase

The utility model discloses a circuit closing device of a contactless and accurate control phase, including a transformer T1, a comparator U1A, a single chip microcomputer U2, a line driver U3A, a optocoupler isolator U4A and a bidirectional thyristor D1. The transformer T1 is connected to the 220V alternating current, and the upper side of the transformer T1 is connected to one end of the resistance R1, and the transformer T1 is connected to one end of the resistance R1. The lower side connection resistance R2 of the other end of the press T1 and the pin of the comparator U1A are 2. The utility model uses a bidirectional thyristor as a switch device. In the process of switching, there is no mechanical contact part, which inhibits the transient overvoltage caused by the mechanical contact switch, and the conduction speed of the bidirectional thyristor is fast, and the phase delay is in the error range. Precise control of the phase. The voltage phase of thyristor is controlled by single-chip microcomputer, making phase selection and control more intelligent and precise.

【技术实现步骤摘要】
一种无触点可精准控制相位的电路合闸装置
本技术涉及一种合闸装置，具体是一种无触点可精准控制相位的电路合闸装置。
技术介绍
随着变电站封闭式组合电器的广泛应用，隔离开关操作引起的快速暂态过电压问题日益凸显。由于变电站封闭式组合电器回路各部件的结构及参数不同，这种冲击经过不断的折、反射和波形叠加，最终形成对设备绝缘安全造成威胁的快速暂态过电压。避免这类暂态过电压对输配电网的危害成为一个不容回避的问题。同时，家用电器的合闸过程也会产生暂态过电压，这类过电压对家用电器会产生冲击，对设备的使用寿命造成危害。目前，避免合闸过程造成的暂态过电压的危害主要采取防护措施，但效果往往不理想。选相合闸可从抑制暂态过电压的产生，因此可精准选择相位合闸装置有待于提出。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种无触点可精准控制相位的电路合闸装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种无触点可精准控制相位的电路合闸装置，包括变压器T1、比较器U1A、单片机U2、线驱动器U3A、光耦隔离器U4A和双向晶闸管D1，所述的变压器T1一端连接220V交流电，变压器T1另一端的上侧连接电阻R1的一端，变压器T1另一端的下侧连接电阻R2和比较器U1A的引脚2，电阻R1和电阻R2的另一端连接比较器U1A的引脚3，比较器U1A的引脚8连接5V直流电源VCC1，所述5V直流电源VCC1由220V市电降压整流得到，比较器U1A的引脚4连接数字地GND，比较器U1A的引脚1连接单片机的引脚12，单片机的引脚20连接数字地GND，单片机引脚40连接5V直流电源VCC1，单片机引脚3连接线驱动器U3A的引脚1，单片机引脚13连接线驱动器引脚2，线驱动器的引脚18连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接光耦隔离器U4A的引脚1，光耦隔离器U4A的引脚2连接数字地GND，光耦隔离器U4A的引脚4连接5V直流电源VCC2，所述5V直流电源VCC2由220V市电降压整流得到，光耦隔离器U4A的引脚3连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接连接电阻R5的一端和双向晶闸管D1的G极，电阻R5的另一端连接双向晶闸管D1的A2极，双向晶闸管D1的A1极连接被操作电路的一端、双向晶闸管D1的A2极连接被操作电路的另一端。作为本技术进一步的方案：所述比较器U1A的型号为LM393，单片机U2的型号为8051，线驱动器U3A的型号为74HC244N，光耦隔离器U4A的型号为PS2501-4，双向晶闸管D1的型号为2N6073BG。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术通过双向晶闸管作为开关器件，在开关过程中无机械接触部件，抑制了机械接触开关带来的暂态过电压，并且双向晶闸管的导通速度快，相位延迟在误差范围内，利于精准控制相位。通过单片机控制晶闸管导通时的电压相位，使得相位选择与控制更加智能与精准，通过实验测得装置误差范围为±60ns，即±1.08度。通过比较器将正弦交流电变为同频方波，省去复杂的电压相位检测装置，使得设备结构简单，并且增强了设备稳定性。在电路中设置了变压器隔离及光耦隔离，增加设备的安全性。因此本设备具有控制精准、工作稳定及使用安全方便的优点。附图说明图1为本技术的电路图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，本技术实施例中，一种无触点可精准控制相位的电路合闸装置，包括变压器T1、比较器U1A、单片机U2、线驱动器U3A、光耦隔离器U4A和双向晶闸管D1，所述的变压器T1一端连接220V交流电，变压器T1另一端的上侧连接电阻R1的一端，变压器T1另一端的下侧连接电阻R2和比较器U1A的引脚2，电阻R1和电阻R2的另一端连接比较器U1A的引脚3，比较器U1A的引脚8连接5V直流电源VCC1，所述5V直流电源VCC1由220V市电降压整流得到，比较器U1A的引脚4连接数字地GND，比较器U1A的引脚1连接单片机的引脚12，单片机的引脚20连接数字地GND，单片机引脚40连接5V直流电源VCC1，单片机引脚3连接线驱动器U3A的引脚1，单片机引脚13连接线驱动器引脚2，线驱动器的引脚18连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接光耦隔离器U4A的引脚1，光耦隔离器U4A的引脚2连接数字地GND，光耦隔离器U4A的引脚4连接5V直流电源VCC2，所述5V直流电源VCC2由220V市电降压整流得到，光耦隔离器U4A的引脚3连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接连接电阻R5的一端和双向晶闸管D1的G极，电阻R5的另一端连接双向晶闸管D1的A2极，双向晶闸管D1的A1极连接被操作电路的一端、双向晶闸管D1的A2极连接被操作电路的另一端。比较器U1A的型号为LM393，单片机U2的型号为8051，线驱动器U3A的型号为74HC244N，光耦隔离器U4A的型号为PS2501-4，双向晶闸管D1的型号为2N6073BG。本技术的工作原理是：电路中的降压部分由变压器T1、电阻R1和电阻R2组成。220V正弦交流电经过变压器降为数字电路可承受的电压6V后，经过电阻R1和电阻R2的限流电路后进入比较器U1A的引脚3，与比较器U1A的引脚2进行比较，比较器U1A使得正弦交流电变流为幅值为5V的方波，且与正弦交流电同频率同相位。方波上升沿处为相位0度处，此方法省去复杂的电源相位检测装置，简单且稳定。从比较器U1A的引脚1流出的电流进入单片机U2的输入端引脚12，单片机U2判断上升沿后进行一定的时间延迟，延迟时间为设定相位对应时间减去程序执行时间，进而达到设定的相位，达到设定相位后输出端引脚13输出高电平，此高电平进入线驱动器U3A，单片机U2引脚3输出低电平到线驱动器U3A的使能端引脚1，线驱动器U3A使得单片机U2的输出信号不衰减，能驱动光耦隔离器U4A，进一步提高电路的稳定性。高电平从线驱动器U3A的输出端引脚18流入电阻R3，电阻R3可防止短路，电流从电阻R3流出后流入光耦隔离器U4A的引脚1，光耦隔离器内的发光二极管在输入信号为高电平时发光，使得光耦隔离器引脚3和引脚4导通，因此引脚3的电压随引脚1的电压变化而变化，并且达到数字电路与模拟电路隔离的效果。高电平从光耦隔离器U4A的引脚4输出后进入电阻R4，电阻R4可防止双向晶闸管D1的G极电压过低而不能导通，高电平经电阻R4流出后流入双向晶闸管D1的G极，同时流出电阻R5，电阻R5使得在导通时使得双向晶闸管D1的G极电压高于A2极，能维持双向晶闸管D1导通。双向晶闸管D1的G极高电平使得双向晶闸管A1极与A2极导通。从而实现无触点可精准控制相位的电路合闸过程。以上述依据本技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项技术的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无触点可精准控制相位的电路合闸装置，包括变压器T1、比较器U1A、单片机U2、线驱动器U3A、光耦隔离器U4A和双向晶闸管D1，其特征在于，所述的变压器T1一端连接220V交流电，变压器T1另一端的上侧连接电阻R1的一端，变压器T1另一端的下侧连接电阻R2和比较器U1A的引脚2，电阻R1和电阻R2的另一端连接比较器U1A的引脚3，比较器U1A的引脚8连接5V直流电源VCC1，所述5V直流电源VCC1由220V市电降压整流得到，比较器U1A的引脚4连接数字地GND，比较器U1A的引脚1连接单片机的引脚12，单片机的引脚20连接数字地GND，单片机引脚40连接5V直流电源VCC1，单片机引脚3连接线驱动器U3A的引脚1，单片机引脚13连接线驱动器引脚2，线驱动器的引脚18连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接光耦隔离器U4A的引脚1，光耦隔离器U4A的引脚2连接数字地GND，光耦隔离器U4A的引脚4连接5V直流电源VCC2，所述5V直流电源VCC2由220V市电降压整流得到，光耦隔离器U4A的引脚3连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接连接电阻R5的一端和双向晶闸管D1的G极，电阻R5的另一端连接双向晶闸管D1的A2极，双向晶闸管D1的A1极连接被操作电路的一端、双向晶闸管D1的A2极连接被操作电路的另一端。...

【技术特征摘要】
1.一种无触点可精准控制相位的电路合闸装置，包括变压器T1、比较器U1A、单片机U2、线驱动器U3A、光耦隔离器U4A和双向晶闸管D1，其特征在于，所述的变压器T1一端连接220V交流电，变压器T1另一端的上侧连接电阻R1的一端，变压器T1另一端的下侧连接电阻R2和比较器U1A的引脚2，电阻R1和电阻R2的另一端连接比较器U1A的引脚3，比较器U1A的引脚8连接5V直流电源VCC1，所述5V直流电源VCC1由220V市电降压整流得到，比较器U1A的引脚4连接数字地GND，比较器U1A的引脚1连接单片机的引脚12，单片机的引脚20连接数字地GND，单片机引脚40连接5V直流电源VCC1，单片机引脚3连接线驱动器U3A的引脚1，单片机引脚13连接线驱动器引脚2，线驱动器的引脚18连接电阻R3的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢斌先，张文璟，郭庆峰，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：新型
国别省市：北京,11