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单片机控制的数字触发器

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要   介绍了8051单片机在晶阐管触发电路中的应用,同时有单片机与上位机进行串口通讯的软件设计。由软件控制可产生不同顺序的6组触发脉冲。

关键词   单片机  VB  晶阐管  数字触发器

    电力电子技术研究的内容包括三个方面:电力电子器件、变流电路和控制电路。电力电子变流技术在工业化领域有着广泛的应用。家用电器节能灯、电子拖动、电炉控制系统中已采用相控整流技术。但多数触发装置普遍是模拟的,调节十分的不便,触发精度差、故障率高。采用单片机来控制晶阐管的触发,是晶阐管应用的发展趋势。本文介绍了一种由8051单片机组成的触发控制系统,可实现高分辨率的数字触发器。

    1 系统硬件组成及其原理

    系统硬件组成如图1,被控对象是三相全控桥整流电路。控制电路由8051单片机及其外围电路组成。外围电路主要是由键盘电路、同步脉冲形成电路、驱动输出电路等组成。

    1.1 控制角θ

    控制角θ是滞后自然换相点的电度角,在工频条件下,它和时间Tθ有如下关系: 
    Tθ=T/360*θ=(20*θ)/360=0.056ms
    其中T是工频电源周期,θ是控制角。

单片机控制的数字触发器

    由上式可知,只要知道控制角就可以算出定时时间Tθ,采用定时计数器来完成对控制角的定时。
8051单片机有两个定时计数器,可由程序选择作为定时器用或作为计数器用,定时时间或计数值也可由程序设定。随便选择定时或计数方式,其实质都是一样的。

    如果选择的是方式1的话,定时时间可由下式计算

    Td=(65536-x)*Tcy 

    其中Tcy=1μS  因为采用的是12MHz的晶振,x是计数值。

    分辨率为:φ=360/T*Tcy=0.018(度)

    方式1是16位的定时器,其最大的定时角度为:

    θmax=0.018*65536=1179.648(度)

    从上面可知,不论是分辨率还是移相范围都能达到令人满意的结果。

    1.2同步脉冲形成电路

    由于触发脉冲的自然换相点要与三相电源的线电压的过零点同步,所以要由同步脉冲形成电路产生同步脉冲。

    电路如图2所示,交流电经过降压后,由LM339过零比较器进等过零检测,然后经过光电隔离各微分电路输出脉冲信号,加到单片机外部中断引脚去作为同步信号。

单片机控制的数字触发器

同步脉冲形成电路主要由过零比较器、同步变压器及整形电路组成。三相交流电源经过变压器降压后从副边输出,然后送到过零比较器电路,在每一个电源周期的过零点将输出两个同步脉冲,一个周期内,三相电源将输出6个同步脉冲,这6个同步脉冲在相位上相差60度,在时间上就会相差3.333ms

,它们就每隔3.33ms加到单片机的外部中断引脚INT0上。由于在三相桥式全控桥电路中,它的自 然换相点是线电压的过零,所以加在过零比较器电路的是线电压。

    1.3  触发脉冲形成电路

根据三相桥式整流电路对触发脉冲的要求,必须对应导通的一对晶阐管同时加触发脉冲。常用的方法有两种:一种采用宽脉冲触发,它要求触发脉冲的宽度大于60度;另一种采用双脉冲触发,即触发一个晶阐管时向小一个序号的晶阐管发补脉冲。关系如下:

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