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单片机在晶闸管触发电路中的应用

菜鸟
2013-08-19 14:29:00    评分

  单片机在晶闸管触发电路中的应用

  在电力拖动系统、电炉控制系统中现已大量采用可控硅(晶闸管)元件作为可调电源向电动机或电炉供电,这种由晶闸管组成的控制系统,主要是利用改变可控硅的控制角θ来调节供电电压。

  1 硬件组成及原理

  系统硬件组成如图1,只须在8031最小系统上加一块16位的定时/计数器8253和晶振电路,另加一块带一个14位定时/计数器的可编程RAM/IO扩展器8155,即可组成单片机的系统线路。

  1.1 θ角定时

  控制角θ是滞后自然换相点的电角度,在工频条件下,它和时间tθ有如下线性关系:

  


  其中T是工频电源周期,θ是控制角。

  由上式可知,由电角度θ就知道对应的定时时间tθ,则可利用定时/计数器就能实现对θ角的定时,这种用硬件定时的方法可大大节省CPU的在线工作时间。

  8031本身有两个16位的定时/计数器T0和T1,若用它们定时,选用方式1工作,就为16 位的定时/计数器方式。因为8031单片机一个机器周期由12个振荡周期组成,工作于定时状态,计数频率为振荡频率的1/12,而工作于计数状态,计数频率为振荡频率的1/24,所以当取晶振频率为6MHz,选用方式1定时工作状态时,可得:

  


  式中,T为工频周期,T=20ms。

  由于16位定时/计数器最大定时时间为65536,故最大定时角为:

  


  由此可见,用8031单片机T0、T1定时,移相范围大,而分辨率则受本机机器周期限制,再就是用于三相定时,2个定时/计数器也不够,故最后确定选用NEC8253C-2定时/计数器来实现θ角定时,8253是一个三通道的16位定时/计数器,以减1计数方式工作,三个通道刚好满足三相定时,而计数频率由外部晶振提供,不受系统频率限制,选用计数频率为4MHz,则分辨率和最大定时角分别为:

  


  由上可知,分辨率和移相范围都能达到令人满意的结果。

  1.2 同步信号输入和触发脉冲输出

  本系统采用三相同步电路。三相交流同步电源取自同步变压器的副绕组,经RC移相后使其过零点正好都对准六个自然换相点,再经三个电压比较器输出周期为 20ms的三相方波同步信号,送至单片机P1的P1.3~P1.5,由于同步信号跳变即为自然换相点,单片机检测这三位状态字,即可进行软件认相,并作出 ±A、±B、±C的标志,以供θ角定时和输出(触发)、控制之用。

  为简化电路,减少脉冲变压器体积,增强电路的抗干扰能力,本系统采用脉冲列触发方式。其中六个触发信号经8155 A口送出,由外部电路调制成频率为2kHz的触发脉冲列,经功放电路分别加到6个可控硅的门极。





关键词: 单片机     晶闸     触发     电路     中的     应用     定时    

专家
2013-08-19 14:33:40    评分
2楼

有学习了单片机的一个作用,但是,楼主,你的图片没有显示。


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