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            EEPW首頁 > 嵌入式系統(tǒng) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 應(yīng)用單片機(jī)組成晶閘管觸發(fā)器硬件電路設(shè)計(jì)方案

            應(yīng)用單片機(jī)組成晶閘管觸發(fā)器硬件電路設(shè)計(jì)方案

            作者: 時(shí)間:2012-06-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            因?yàn)橹挥靡粋€(gè)同步輸入信號,所有晶閘管的觸發(fā)脈沖延遲都以其為基準(zhǔn)。為了保證觸發(fā)脈沖延遲相位的精度,用一個(gè)定時(shí)器測量同步電壓信號的周期,并由此計(jì)算出60°和120°電角度所對應(yīng)的時(shí)間。由于三相橋式全控整流電路的觸發(fā)電路,必須每隔60°觸發(fā)導(dǎo)通一只晶閘管,也就是說,每隔60°時(shí)間必然要輸出一次觸發(fā)脈沖信號,因此作為基準(zhǔn)的第一個(gè)觸發(fā)脈沖信號必須調(diào)整到小于60°才能保證觸發(fā)脈沖不遺漏。當(dāng)以A相同步電壓信號為基準(zhǔn),檢測到A相同步電壓信號正跳變時(shí),啟動(dòng)定時(shí)器工作,當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí),輸出第一個(gè)觸發(fā)脈沖信號,以后由所計(jì)算出的周期確定每隔60°己時(shí)輸出一次觸發(fā)脈沖,直到再次檢測到A相同步信號的正跳變時(shí),這個(gè)周期結(jié)束,開始下一個(gè)周期。需要注意,從檢測到同步電壓正跳變到輸出第一個(gè)觸發(fā)脈沖信號的時(shí)間,必須調(diào)整到小于等于60°電角度時(shí)間,否則會(huì)造成觸發(fā)脈沖的遺漏。第一個(gè)觸發(fā)脈沖相對于同步信號正跳變的時(shí)間,可根據(jù)三相橋式全控整流電路的觸發(fā)時(shí)序來調(diào)整,如圖3所示。圖3中α1為觸發(fā)延遲角,(α2-α1)、(α4-α3)均為觸發(fā)窄脈沖寬度60°,α0為同步脈沖信號的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)周期360°;g0表示同步脈沖信號,gl、g2、g3、g4、g5、g6分別表示VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6觸發(fā)脈沖信號;其中0表示低電平,1為高電平

            依照三相橋式全控整流電路晶閘管導(dǎo)通的時(shí)序要求,輸出觸發(fā)脈沖分為3種情況:

            (1)當(dāng)移相觸發(fā)延遲角α≤60°,此時(shí)以A相同步信號為基準(zhǔn),并按延遲角時(shí)間定時(shí)實(shí)現(xiàn)的第一個(gè)脈沖輸出,應(yīng)該是A相VT1晶閘管的觸發(fā)信號,觸發(fā)延遲時(shí)間和觸發(fā)脈沖的時(shí)序無需調(diào)整,之后每隔60°時(shí)間依次輸出VT2、VT3、VT4、VT5、VT6晶閘管的觸發(fā)信號。

            (2)當(dāng)移相觸發(fā)延遲角60°α≤120°時(shí),為保證觸發(fā)脈沖不遺漏,應(yīng)將觸發(fā)延遲角的定時(shí)時(shí)間調(diào)整在60°時(shí)間之內(nèi),即減去一個(gè)60°時(shí)間。同時(shí)輸出觸發(fā)脈沖的時(shí)序也要進(jìn)行調(diào)整,此時(shí)第一個(gè)輸出觸發(fā)脈沖信號應(yīng)該是B相,VT6晶閘管的觸發(fā)信號,之后每隔60°時(shí)間依次輸出VT1、VT2、VT3、VT4、VT5晶閘管的觸發(fā)信號。

            (3)當(dāng)移相觸發(fā)延遲角α>120°時(shí),要將觸發(fā)延遲角的定時(shí)時(shí)間調(diào)整在60°時(shí)間內(nèi),從而保證觸發(fā)脈沖不遺漏,則需減去一個(gè)120°時(shí)間,并且對觸發(fā)脈沖時(shí)序進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,此時(shí)第一個(gè)輸出觸發(fā)脈沖信號應(yīng)該是C相VT5晶閘管的觸發(fā)信號,之后每隔60°時(shí)間依次輸出VT1、VT2、VT3、VT4晶閘管的觸發(fā)信號。

            4

            圖4給出單片機(jī)控制的移相觸發(fā)脈沖控制電路圖。單片機(jī)選用AT89C2051,其屬于MCS一51系列小型單片機(jī),共有20個(gè)引腳,2 KB內(nèi)存。同步信號的輸入經(jīng)電阻R1,R1起到限流和保護(hù)的作用,正弦同步信號經(jīng)VD1和VD2兩個(gè)限制比較器輸入電壓的箝位二極管削波后,送入比較器LM339的輸入端,LM339輸出為180°與電源相位相同的方波。同步檢測信號發(fā)生正跳變時(shí),經(jīng)反相以中斷方式向單片機(jī)的INT0(引腳6)提供同步指令,從表面上看好像是外部中斷信號輸入,實(shí)際上是要量脈沖的寬度,這決定于信號到來的時(shí)間。使用該比較電路,無論輸入的同步電壓信號高還是低,LM339的輸出信號都能較準(zhǔn)確的反映同步輸入信號的過零點(diǎn),R2和C3對輸出信號進(jìn)行濾波,以避免輸出信號出現(xiàn)波動(dòng)。由于AT89C2051為8位單片機(jī),所以該內(nèi)部均為8位數(shù)字量計(jì)算,其觸發(fā)延遲角范圍為0°~180°,控制精度為0.7°,雖然控制精度受到內(nèi)部運(yùn)算位數(shù)的限制,但足以滿足一般控制要求。

            AT89C2051的Pl端口的P1.2~P1.7(引腳14~19)分別用于輸出三相橋式全控整流電路VT1~VT6的觸發(fā)脈沖信號,6路脈沖信號經(jīng)741504反相放大,推動(dòng)功率放大器TD62004,該器件的輸出連接到脈沖變壓器的初級繞組。為了使復(fù)位更可靠,采用先進(jìn)的專用上電復(fù)位器件X25045,該器件具有可編程定時(shí)器,采用SPI總線結(jié)構(gòu)。定時(shí)器看門狗的作用是保證在設(shè)定的時(shí)間內(nèi),若系統(tǒng)程序走死,不能定時(shí)訪問X25045的片選端,X25045將能對系統(tǒng)復(fù)位.提高了系統(tǒng)的可靠性,給單片機(jī)提供獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng)。其他的端口如P1端口的P1.0~P1.1(引腳12和13)可作為過壓、過流指示,P3端口的P3.4~P3.5(引腳8和9)作為過壓和過流的輸入端,P3端口的其余端口可以從整流端采集電壓負(fù)反饋信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)行數(shù)字PI調(diào)節(jié),構(gòu)成電壓負(fù)反饋閉環(huán)控制,以保證整流輸出端電壓穩(wěn)定。



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