三相桥式移相触发电路的单片机实现

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单片机PIC690三相桥式半控整流电路设计

单片机PIC690三相桥式半控整流电路设计

单片机PIC690三相桥式半控整流电路设计基于单片机的半控三相电路设计整流电路广泛应用在直流电机调速,直流稳压电压等场合。

而三相半控整流桥电路结构是一种常见的整流电路,其容易控制,成本较低。

本文中介绍了一种基于PIC690单片机与专用集成触发芯片TC787的三相半控整流电路,它结合专用集成触发芯片和数字触发器的优点,获得了高性能和高度对称的触发脉冲。

它充分利用单片机内部资源,集相序自适应、系统参数在线调节和各种保护功能于一体,可用于对负载的恒电压控制。

主电路采用了三相半控桥结构,直流侧采用LC滤波结构来提高输出的电压质量。

系统总体设计本系统通过PIC690单片机作为主控制芯片,用晶闸管作为主要开关器件。

设计的目标是保持输出的直流电压稳定,输出电压纹波小,交流输出测电流THD较低,性能可靠。

系统主要电路包括:三相桥式半控整流电路、同步信号取样电路、单片机控制电路、晶闸管触发电路。

首先,由同步信号取样电路得到同步信号并送集成触发芯片TC787,经过零检测,再进行相应的延时以实现移相。

单片机中的ADC负责采集直流母线电压,根据电压的设定值与实际值的偏差经过PI运算来调节给定输出。

PIC单片机将电压的参考值输出到TC787,由TC787实现对晶闸管的移相触发,以实现整流调压。

硬件电路的整体框图如图1所示。

图1 系统硬件整体框图主电路设计主电路采用三相桥式半控整流电路,直流测采用LC滤波电流结构,主电流原理图如图2所示。

半控桥选择SEMIKRON公司的SKDH146/120-L100模块,该模块额定电流140A,额定电压1200V。

直流侧采用LC滤波电路结构,比单独电容滤波效果好。

此外,还可以提高交流输入侧的电流THD。

直流侧主要的谐波含量为工频的6倍及6的整数倍,设计LC低通滤波时要避免含量较高的谐波引起的谐振。

在本设计中选取电感5mH,滤波电容480μF。

图2 主电路结构从电网获得的三相电压经同步电路整形后,送给集成触发芯片TC787引脚18AT、引脚2 BT和引脚1CT。

基于单片机的晶闸管触发器的设计

基于单片机的晶闸管触发器的设计

基于单片机的晶闸管触发器的设计1 引言晶闸管也叫可控硅整流器.是目前工业应用中最为广泛的大功率变换器件。

晶闸管在烧结炉、电弧炉等整流场合主要采用移相触发控制,即通过调节晶闸管导通时刻的相位实现控制输出。

传统的晶闸管触发器采用模拟控制电路,无法克服其固有缺点。

数字式控制电路与模拟式相比,主要优点是输出波形稳定和可靠性高,但其缺点是电路比较复杂,移相触发角较大时控制精度不高。

随着单片机技术的发展,由单片机组成的控制电路的优势越明显,除具有与数字式触发电路相同的优点外,更因其移相触发角通过软件计算完成,触发电路结构简单,控制灵活,温漂影响小,控制精度可通过软件补偿,移相范围可任意调节等特点,目前已获得业界的广泛认可。

以三相桥式全控整流电路为例,介绍应用单片机组成晶闸管触发器硬件电路的设计,以及软件实现移相触发脉冲控制的方法。

2 单片机触发器的组成单片机控制的晶闸管触发器主要由同步信号检测、CPU硬件电路、复位电路和触发脉冲驱动电路4部分组成,如图l所示。

CPU通过检测电路获知触发信号,依据所要控制的电路要求,通过编程实现预定的程序流程,在相应时间段内通过单片机I/O端输出触发脉冲信号,复位电路可保证系统安全可靠的运行。

3 移相触发脉冲的控制原理相位控制要求以变流电路的自然换相点为基准,经过一定的相位延迟后,再输出触发信号使晶闸管导通。

在实际应用中,自然换相点通过同步信号给出,再按同步电压过零检测的方法在CPU中实现同步,并由CPU控制软件完成移相计算,按移相要求输出触发脉冲。

图2为三相桥式全控整流电路,触发脉冲信号输出的时序也可由单片机根据同步信号电平确定,当单片机检测到A相同步信号时,输出脉冲时序通常采用移相触发脉冲的方法,即用一个同步电压信号和一个定时器完成触发脉冲的计算。

这在三相电路对称时是可行的。

因为三相完全对称,各相彼此相差120°,电路每隔60°换流一次,且换流的时序事先已知。

单片机控制的三相全控桥触发系统设计

单片机控制的三相全控桥触发系统设计

本科生毕业设计说明书(毕业论文)题目:单片机控制的三相全控桥触发系统设计单片机控制的三相全控桥触发系统设计摘要电子技术的应用已深入到工农业经济建设,交通运输,空间技术,国防现代化,医疗,环保,和人们日常生活的各个领域,进入新世纪后电力电子技术的应用更加广泛,因此对电力电子技术的研究更为重要。

近几年越来越多电力电子应用在国民工业中,一些技术先进的国家,经过电力电子技术处理的电能己达到总电能的一半以上。

本文主要介绍基于MC S—51系列单片机AT89C52芯片控制的三相桥式全控整流电路的主电路和触发电路的原理及控制电路,软件部分由C51高级语言编程。

具体运行由工频三相电压经变压器后在芯片控制下在不同的时刻发出不同的脉冲信号去控制相应的SCR可控硅整流为直流电给负载供电。

此种控制方式其主要优点是输出波形稳定和可靠性高抗干扰强的特点。

触发电路结构简单,控制灵活,温度影响小,控制精度可通过软件补偿,移相范围可任意调节等特点,目前已获得业界的广泛认可。

并将在很多的工业控制中得到很好的运用。

关键词:晶闸管MC S—51单片机触发角同步信号The single-chip microcomputer control 3-phases full controlled triggersystem designAbstractThe application of electronic technology has deep into the agricultural economic construction, transportation, space technology, national defense modernization, medical, environmental protection, and People's Daily life in all areas, enter the new century power electronic technology, so more widely in power electronic technology research is more important. In recent years, more and more application in the national power electronics industry, some advanced technologies of the country, after processing of electric power electronic technology has reached more than half the total energy.This paper mainly introduces the MCU based on MCS - 51 series three-phase AT89C52 chip controlled rectifier bridge type all control circuit and the circuit principle of trigger circuit and control circuit and software consists of senior programming language C51. Specific operation by frequency voltage transformer in the three-phase after under control chip at different moments of the pulse signal to control the SCR silicon rectifier is corresponding to load power DC. The control mode is the main advantages of high stability and reliability of output waveform characteristics of strong anti-jamming. Trigger circuit structure is simple, flexible control, temperature, control accuracy can be compensated by software, can adjust arbitrarily limits have won the wide recognition. And in many industrial control will get to good use.Keywords: thyrister MCS - 51 single-chip Microcontroller triggering Anglesynchronous signal目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章引言 (1)1.1 研究背景和意义 (1)1.1.1 晶闸管的发展现状 (1)1.1.2 电力电子技术的前景 (2)1.1.3 晶闸管的应用 (2)第二章三相可控整流电路晶闸管的介绍 (5)2.1 三相桥式整流电路晶闸管的特征 (5)2.1.1 晶闸管的开关特点 (5)2.1.2 晶闸管的几种导通方式 (6)2.1.3 晶闸管的基本特性 (6)2.1.4 晶闸管的触发 (6)第三章三相桥式全控整流电路 (7)3.1 三相桥式全控整流电路电阻性负载 (7)3.2 三相桥式全控整流电路电感性负载 (12)第四章AT89C52芯片介绍 (16)4.1 AT89C52主要性能参数 (16)4.2 AT89C52引脚及内部器件功能说明 (17)第五章控制系统原理 (45)5.1 系统结构框图 (45)5.2 触发器硬件组成 (45)5.3移相触发脉冲的控制原理 (47)第六章系统硬件电路器件选择 (50)6.1 晶闸管的参数及其选择 (50)6.1.1 晶闸管及平波电抗器 (50)6.1.2 晶闸管的保护 (51)6.2 具体器件的计算与选择 (52)第7章软件设计 (58)7.1 触发脉冲控制软件的设计 (58)7.2 软件控制程序清单 (57)数码显示仿真结论 (65)致谢 (66)参考文献 (67)第一章引言1.1 研究背景和意义基于A T89C52单片机的三相整流控制系统。

基于单片机控制的三相全控桥触发系统设计

基于单片机控制的三相全控桥触发系统设计

目录摘要 (Ⅰ)关键词 (Ⅰ)Abstract (Ⅰ)Key words (Ⅱ)1 前言 (1)2 芯片介绍 (2)2.1 AT89C52 的主要功能特性 (2)2.2 AT89C52 的引脚参数 (3)3 晶闸管介绍 (4)3.1 晶闸管的基本结构及工作原理 (4)3.2 晶闸管的触发 (6)3.2.1 晶闸管触发信号的种类 (7)3.2.2 晶闸管对门级触发电路的要求 (8)4 基于51系列单片机控制的数字触发电路 (9)4.1 系统硬件结构 (9)4.2 同步电路 (10)4.3 触发电路 (11)5 三相桥式全控整流电路 (12)5.1 对称三相电源 (12)5.2 桥式全控整流电路 (12)6 程序设计 (13)结论 (15)参考文献 (15)致谢 (17)附录 (19)基于单片机控制的三相全控桥触发系统设计摘要近年来,随着科技的飞速发展,电子技术已经深入到人们生产生活的各个领域,人们对电力电子技术方面的研究也日趋成熟。

本文就是介绍用MCS-51系列单片机控制的一种三相全控桥式整流电路的主电路和触发电路的原理以及控制电路,利用单片机的的中断来控制脉冲,保证在一个周期内发出六个脉冲分别来控制六个晶闸管的导通。

具体的运行过程是由工频三相电压经变压器后在芯片控制下在不同的时刻发出不同的脉冲信号去控制相应的可控硅整流为直流电给负载供电。

其主要优点就是输出波形稳定、可靠性高、抗干扰强等。

其触发电路不仅结构简单,而且控制灵活,温度影响也小,控制的精度也可通过软件来补偿。

关键词MCS-51系列单片机;晶闸管;同步信号;整流Microcomputer Control of Three Phase Bridge Trigger SystemAbstractIn recent years, with the rapid development of science and technology, electronic technology to have in-depth people production all spheres of life, people of power electronic technology research has become more and more mature.This paper is to introduce 51 series with MCS - a single-chip microcomputer control 3-phases full controlled rectifier circuit of the main circuit and trigger circuit principle and control circuit, the interrupt the microcontroller control pulse, guarantees in a cyclerespectively issued six pulse control six thyristor conduction.Specific operation process is by by industrial frequency three-phase voltage transformer in chip after under control at different moments of different pulse signal sent to control silicon-controlled rectifier for dc corresponding to load power supply.Its main advantage is the output waveform stability, high reliability and anti-interference strong, etc. Its simple structure not only trigger circuit, and control flexible, temperature affects the accuracy of smaller, control is by software to compensation.Key wordsMCS-51 Series Microcontroller;SCR;Rectifier;Sync signal1 前言整流电路技术在工业上的应用极其广泛。

基于HT46F49E单片机的三相全控桥式整流触发器设计与实现

基于HT46F49E单片机的三相全控桥式整流触发器设计与实现

基于HT46F49E单片机的三相全控桥式整流触发器设计与实现耿恒山;李钦;王少佐;高艳【摘要】利用HT46F49E单片机的模/数转换器将外部控制得到的模拟量转换成数字量,通过控制计数脉冲的个数控制晶闸管触发脉冲实现移相控制。

外部电路由同步信号电路模块、α角控制模块、脉冲输出模块、液晶显示模块、电源模块、复位电路模块、晶体振荡电路模块和过压过流保护模块八部分组成。

基于HT46R232单片机设计的三相全控桥式整流器具有很强的抗干扰能力。

其控制方案简单、元件使用较少,实现容易,应用广泛,并且有较高的实用和推广价值。

【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】5页(P97-100,103)【关键词】HT46R232;触发器;晶闸管;三相全控桥式整流器;设计【作者】耿恒山;李钦;王少佐;高艳【作者单位】河北工业大学计算机科学与软件学院,天津 300000;河北工业大学计算机科学与软件学院,天津 300000;河北工业大学计算机科学与软件学院,天津 300000;河北工业大学计算机科学与软件学院,天津 300000【正文语种】中文【中图分类】TP29电力电子变流技术在工业化国家中有着很广泛的应用,其中相控整流占有非常大比重。

大功率三相全控桥整流装置常被用作工业生产的可调直流电源,直流电压调节是依靠触发电路来控制,由于模拟电路中参数很难调整,并且易受网压波动及电磁干扰的影响,导使三相电负荷不平衡,在电网中引起较大的谐波电流。

可控整流装置功率越大,这种现象就越严重,甚至能够引起误触发,以至出现烧毁熔断器、跳闸等各种故障。

数字式触发电路通过模/数转换器将模拟量转换成数字量,控制计数脉冲的个数进行移相控制,因此其控制精度较高,并且各相脉冲间的对称性好,在大功率整流装置中更能体更能很好的体现其优越性[1]。

本设计采用HT46F49E 单片机实现三相全控桥式整流器触发器,通过控制晶闸管触发脉冲的移相控制角度从而来改变整流装置输出的直流电压大小[2]。

基于fpga的三相pwm整流器移相触发电路的设计与实现

基于fpga的三相pwm整流器移相触发电路的设计与实现

基于fpga的三相pwm整流器移相触发电路的设计与实现基于FPGA的三相PWM整流器移相触发电路的设计与实现是一个涉及电力电子和FPGA编程的复杂过程。

以下是一个简化的步骤概述:1. **系统概述**:首先,你需要对三相PWM整流器在三相静止坐标系下的数学模型进行原理介绍。

了解整流器的基本结构和其工作原理是设计触发电路的基础。

2. **确定变量**:在三相静止坐标系下,你需要确定整流器移相触发电路中的各个变量。

这些变量可能包括寄生电阻、侧电感、电感、网侧寄生电阻、滤波电容和阻尼电阻等。

此外,还需要考虑六个开关电路(S1~S6)的状态。

3. **建立计算模型**:基于上述变量和六个开关电路(S1~S6)的不同开关状态,你可以建立相应的计算公式。

这些公式将用于确定PWM信号的占空比和相位,以实现整流器的移相触发。

4. **FPGA编程**:使用FPGA编程语言(如VHDL或Verilog)实现上述计算模型。

你需要编写代码来生成PWM信号,并根据整流器的实时状态调整PWM信号的占空比和相位。

5. **电路设计与实现**:设计并实现基于FPGA的移相触发电路。

这包括选择合适的FPGA芯片、设计必要的硬件接口电路(如ADC电路用于采集实时状态信息)、以及将FPGA编程代码烧录到FPGA芯片中。

6. **测试与验证**:最后,对设计的移相触发电路进行测试和验证。

你可以通过在实际三相PWM整流器上应用该电路,观察其性能表现,如整流效果、效率、稳定性等,并根据测试结果进行必要的调整和优化。

需要注意的是,这个过程涉及到电力电子、FPGA编程和电路设计等多个领域的知识,需要具备一定的专业背景和实践经验。

同时,由于涉及的变量和计算模型可能相对复杂,因此在实际设计过程中可能需要进行一些简化和近似处理。

三相桥式移相触发电路的单片机实现

三相桥式移相触发电路的单片机实现摘要:本文介绍了通过8051单片机来实现三相桥式整流电路中晶闸管的移相触发的方法。

触发方式有单宽脉冲触发和双窄脉冲触发两种方式,本文选用双窄脉冲触发方式来克服单宽脉冲触发方式所带来的缺点。

关键词:单片机晶闸管整流电路1引言三相桥式全控整流电路的作用是将交流电整流为为可调的直流电压。

其中晶闸管的触发控制可以通过模拟电路、数字电路、单片机控制等方法来实现。

比较发现:模拟电路控制的精度不高、对称性不好且容易受到温度漂移的影响;而数字式触发电路与模拟方式相比,其控制精度高、对称性好、温度漂移影响小,但其存在着电路复杂、移相触发角较大时控制精度有所降低等缺点;而单片机控制除了具有与数字式触发电路相同的优点外,更因为其移相触发角由软件计算完成,因而触发电路结构简单,控制十分灵活,精度可通过软件补偿,移相范围可以任意调节等特点,目前已经获得了广泛的应用。

3.硬件设计方案系统的硬件组成主要包括8051单片机及外围电路。

外围电路包括触发脉冲形成电路、驱动输出电路、显示部分、晶闸管过电压保护和过电流保护电路、键盘电路等组成,如下图所示:在整流电路中,由于晶闸管的触发信号应该以同步电压信号为基准延迟一定的相位角,所以脉冲形成电路的任务就是测量同步电压过零的时刻,并以此点作为单片机计算晶闸管触发相位角的起始点。

为得到电压的过零信号,这里采用了过零比较器LM324把正弦波信号变换成为同步方波信号。

将得到的方波信号送入单稳态脉冲触发芯片74LS123中,由74LS123的工作原理可以知道,当正向输入端为上升沿的时候,会输出一个正向触发脉冲,这样就得到了过零触发脉冲。

考虑到简化电路、节约单片机资源、提高精度等要求,脉冲形成电路将由三相电压信号处理得到的过零脉冲反向后“线或”后接入单片机的外部中断口INT0,因为每一个时刻有且只有一相电压的过零脉冲为低电平,故可以用中断查询的方法查询底电平出现的时刻,由CPU 控制软件完成移相计算后,按照移相要求输出触发脉冲。

基于89S52单片机的三相桥式可控触发电路的设计

基于89S52单片机的三相桥式可控触发电路的设计
1 引言
晶闸管作为一种半控性功率半导体器件,其基本功能是对电压进行整流、调
压和斩波等进行控制,以满足实际需求。

目前,晶闸管整流器装置已在工农业生产中得到了广泛的应用,特别是在直流调速系统中。

触发电路是晶闸管电力变流技术的一种核心技术,触发电路应具有可靠性高,对称性好等要求。

以分立元件及专用集成电路为主的触发电路,其性能不尽如人意,其具有电路复杂、易受电网电压影响、触发脉冲对称度不好等缺点。

由单片机组成的控制,其触发电路具有性能良好、触发电路结构简单、控制灵活、温漂影响小、控制精度高、移相范围可任意调节等特点;因其移相触发角通过软件计算完成,由于软件的可编程性,使微机数字触发器的调速范围更加灵活,能满足更多方面的需要。

另外,本设计的原本目的就是利用单片机非对称触发三相整流桥,以产生谐波,然后用整理桥作为有源电力滤波器(APF)实验样机的非线性负载
使用。

本文以三相桥式全控整流电路为例,主要介绍采用ATMEL89S52 单片机控
制的三相桥式可控整流电路触发电路的设计方法,包括三相桥式全控整流电路、同步信号的检测、脉冲的形成与放大、键盘电路、显示电路以及软件实现等内容。

2 三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路如图1 所示。

电路图中有两组晶闸管,一组是共阴极(VT1、VT3 和VT5),一组是共阳极(VT4、VT6 和VT2).在任何时候
均需二个晶闸管同时导通,形成向负载供电的回路,其中一个晶闸管是共阴极的,另一个是共阳极的,并且不能为同一相的晶闸管。

由于共阴极的晶闸管是。

8089单片机三相全控桥整流的触发电路设计方法

8089单片机三相全控桥整流的触发电路设计方法作者:jdzj868来源:机电之家下载站录入:jdzj868更新时间:2009-10-28 15:03:40点击数:0【字体:】引言大功率三相全控桥整流装置信用作工业生产的可调直流电源,而直流电压的调节靠触发电路来控制,单片机通过控制品间管触发脉冲的移相控制冷“来改变整流装置输出的直流电压大小。

由于模拟电路中参数难以调整,且易受网压波动及电磁干扰的影响,致使三相电负荷不平衡,在电网中引起较大的谐波电流,可控整流装置功率越大,这种现象越严重,甚至引起误触发。

以至出现烧毁熔断器、跳闸等故障。

采用数字式触发电路能有效地克服上述缺点,这是由于数字式触发电路是通过模/数转换器将模拟星转换成数字量,通过控制计数脉冲的个数来进行移相控制,因此其控制精度高,各相脉冲间的对称性好,在大功率整流装置中尤其能体现其优越性.1三相桥式全控整流电路图1为三相全控桥整流电路,在任何时候都必须有两个晶闸管导通,且这两个晶闸管一个是共阴极组的,一个是共阳极组的,只有它们同时导通,才能形成导电回路。

由于共阴极的船闸管是在正半周触发,共阳极组的晶闸管是在负半周触发,因此接在同一相的两个晶闸管的触发脉冲相位应该相差180度。

三相桥式全控整流电路每隔60度有一个晶闸管要换流,因此每隔600要触发一个晶闸管,触发脉冲的顺序是T1 T2 T3 T4 T5 T6 T1,相邻两脉冲的相位差为60度。

为保证在整流器合问后,共阴极和共阳极组各有一个晶闸管导通,必须使两组中应导通的一对晶闸管同时有触发脉冲,具体做法有两种:一种是使触发脉冲的宽度在600-1200之间,一般取800^ 1000,称为宽脉冲触发;另一种是在触发某一晶闸管的同时,给前一号晶闸管补发一个脉冲,使共阴极组和共阳极组的两个应导通的晶闸管均有触发脉冲,这种方法称为双窄脉冲触发。

采用双脉冲触发时,在一个周期内对每个晶闸管必须要连续触发两次,两次脉冲中间间隔为60度。

三相全控桥触发脉冲的单片机实现方法

三相全控桥触发脉冲的单片机实现方法谢运祥 郭 辉(华南理工大学电力学院 510640) 摘 要 介绍了通过简易单片机来实现三相桥式电路晶闸管的移相触发控制方法,为了减少系统对单片机定时资源的要求,提出用一个同步电压信号,通过触发脉冲延迟角的调整算法,实现对称三相触发脉冲输出的方法,理论分析和试验证明该方法是可行的。

关键词 触发脉冲 晶闸管 微机控制1 引言晶闸管作为电力电子技术发展最早和最成熟的器件,至今仍有广泛的应用。

它的控制方式通常有移相触发控制和过零开关控制两种。

其中移相触发控制适用于大功率整流电源、电机软起动器、泵、阀门、可调光照明等场合,通过调节晶闸管导通时刻的相位来达到控制输出的目的。

晶闸管的触发控制可以通过模拟电路、数字电路、单片机控制等方法实现,以往采用模拟电路实现触发控制的方法应用最多,并出现过许多专用触发芯片,如K J 004、K J 041、K J 042、TCA785等,然而模拟电路控制总是存在控制精度不高、对称度不好、易受温度漂移影响等问题;而数字式触发电路是通过脉冲定时计数的方式实现触发角的延迟计算,与模拟方式相比,其控制精度高、对称性好、温漂影响小,但其主要缺点是电路复杂、移相触发角较大时控制精度有所降低;单片机控制除了具有与数字式触发电路相同的优点外,更因为其移相触发角由软件计算完成,因而触发电路结构简单,控制灵活,精度可通过软件补偿,移相范围可任意调节等特点,目前已获得了广泛应用。

下面便介绍使用单片机实现的晶闸管触发技术的具体方法。

2 触发脉冲的微机实现原理211 晶闸管的同步检测在整流电路中,由于晶闸管的触发信号应以同步电压信号为基准延迟一定的相位角,此时应采用同步电压过零检测。

电压过零检测用于可控整流电路、交流调压电路中,一般以同步电压过零点作为触发电路的相位延迟基准,因此检测的任务就是要测量同步电压过零的时刻,以此点作为单片机计算晶闸管触发相位角的起始点。

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三相桥式移相触发电路的单片机实现
摘要:本文介绍了通过8051单片机来实现三相桥式整流电路中晶闸管的移相触发的方法。

触发
方式有单宽脉冲触发和双窄脉冲触发两种方式,本文选用双窄脉冲触发方式来克服单宽脉冲触
发方式所带来的缺点。

关键词:单片机晶闸管整流电路
1引言
三相桥式全控整流电路的作用是将交流电整流为为可调的直流电压。

其中晶闸管的触发控制可以通过模拟电路、数字电路、单片机控制等方法来实现。

比较发现:模拟电路控制的精度不高、对称性不好且容易受到温度漂移的影响;而数字式触发电路与模拟方式相比,其控制精度高、对称性好、温度漂移影响小,但其存在着电路复杂、移相触发角较大时控制精度有所降低等缺点;而单片机控制除了具有与数字式触发电路相同的优点外,更因为其移相触发角由软件计算完成,因而触发电路结构简单,控制十分灵活,精度可通过软件补偿,移相范围可以任意调节等特点,目前已经获得了广泛的应用。

3.硬件设计方案
系统的硬件组成主要包括8051单片机及外围电路。

外围电路包括触发脉冲形成电路、驱动输出电路、显示部分、晶闸管过电压保护和过电流保护电路、键盘电路等组成,如下图所示:
在整流电路中,由于晶闸管的触发信号应该以同步电压信号为基准延迟一定的相位角,所以脉冲形成电路的任务就是测量同步电压过零的时刻,并以此点作为单片机计算晶闸管触发相位角的起始点。

为得到电压的过零信号,这里采用了过零比较器LM324把正弦波信号变换成为同步方波信号。

将得到的方波信号送入单稳态脉冲触发芯片74LS123中,由74LS123的工作原理可以知道,当正向输入端为上升沿的时候,会输出一个正向触发脉冲,这样就得到了过零触发脉冲。

考虑到简化电路、节约单片机资源、提高精度等要求,脉冲形成电路将由三相电压信号处理得到的过零脉冲反向后“线或”后接入单片机的外部中断口INT0,因
为每一个时刻有且只有一相电压的过零脉冲为低电平,故可以用中断查询的方法查询底电平出现的时刻,由CPU 控制软件完成移相计算后,按照移相要求输出触发脉冲。

从P1口输出满足要求的晶闸管触发脉冲信号。

4软件设计方案
分析三相桥式全控整流电路的工作原理可知:为了确保电路的正常工作,需要保证在任意时刻共阴极组(VT1、VT3、VT5)与共阳极组(VT4、VT6、VT2)中分别有一个晶闸管同时导通,方可形成导电回路。

导通的顺序为:VT1和VT6、VT1和VT2、VT3和VT2、VT3和VT4、VT5和VT4、VT5和VT6,依此类推;有一种方法是在触发某个晶闸管的同时,给序号紧前的一个晶闸管补发脉冲,用两个窄脉冲代替宽脉冲,两个窄脉冲的前沿相差60度,脉冲宽度一般为20度到30度,称为双脉冲触发。

双脉冲触发电路的结构较为复杂,但要求的触发电路输出功率小。

宽脉冲触发电路虽然可以少输出一半脉冲,但为了不使脉冲变压器饱和,需将铁心体积做的较大一些,绕组匝数较多,导致漏感增大,脉冲前沿不够陡,对于晶闸管的串联使用不利。

虽然可以用去磁绕组改善这种情况,但又使触发电路复杂化。

故此处用的是双脉冲触发方式。

控制程序包括三部分:主程序、外部中断服务程序和内部定时器(T0、T1)中断服务程序,程序流程图如图所示:
(a)主程序流程图 (b)定时器T1中断服务程序

(c)INT0中断服务程序 (d)T0中断服务程序
5.结论
三相桥式全控整流电路的单片机实现方法除了具有与数字式触发电路相同的优点外,更因为其移相触发角由软件计算完成,因而触发电路结构简单,控制十分灵活,精度可通过软件补偿,移相范围可以任意调节等特点,目前已经获得了广泛的应用。

参考文献:
[1] 黄俊,王兆安.电力电子变流技术【M 】.北京:机械工业出版社,2000
[2] 张义和,陈敌北.例说8051.人民邮电出版社,2006
Realization of Trip-Pulses in Three-Phase Bridge
Rectifier Circuit based on MCU
Abstrac t: The paper introduces the generation method of the trip pulse of thyristor in three phases bridge rectifier circuit used by Microcontroller 8051.We select the double narrow pulse method to avoid the disadvantage of the single broad pulse method. Key Words : Microcontroller thyristor rectifier circuit。

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