单片机在晶闸管触发电路中的应用.docx

单片机在晶闸管触发电路中的应用caojing导语：本文介绍一种由8031单片机组成的触发控制系统，可实现高分辨率的数字触发。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者电炉供电，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来调节供电电压。在常规控制中，主要是用电子控制装置对可控硅实现触发，这种方法由于受到电子元器件的限制，其分辨率不高，有时还会出现误触发。本文介绍一种由8031单片机组成的触发控制系统，可实现高分辨率的数字触发。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RAMIO扩展器8155，即可组成单片机的系统线路。11角定时控制角是滞后自然换相点的电角度，在工频条件下，它和时间t有如下线性关系：其中T是工频电源周期，是控制角。由上式可知，由电角度就知道对应的定时时间t，那么可利用定时计数器就能实现对角的定时，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，假设用它们定时，选用方式1工作，就为16位的定时计数器方式。由于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112，而工作于计数状态，计数频率为振荡频率的124，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，T20ms。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，而分辨率那么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NEC8253C2定时计数器来实现角定时，8253是一个三通道的16位定时计数器，以减1计数方式工作，三个通道恰好知足三相定时，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，那么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到达令人满足的结果。12同步信号输入和触发脉冲输出本系统采用三一样步电路。三相沟通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，再经三个电压比拟器输出周期为20ms的三相方波同步信号，送至单片机P1的P13P15，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，即可进展软件认相，并作出±A、±B、±C的标志，以供角定时和输出触发、控制之用。为简化电路，减少脉冲变压器体积，增强电路的抗干扰才能，本系统采用脉冲列触发方式。其中六个触发信号经8155A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。13中断安排8031单片机共5个中断源，其中1个用于串行口，两个为T0、T1定时计数器中断，可直接用于外部中断的只有，为了给控制系统留下更多的硬件资源，触发器只占用个中断源，采用硬件和查询结合的方式，如图1，A、B、C三相中断通过非门接至同时又各自接到P10P12位，这样只要有申请，8031单片机通过检测该三位状态，即可确定中断源。3完毕语本文采用8031单片机实现对晶闸管的数字触发，组成高分辨率的数字触发器，在控制系统中实现平滑调节，其性能是电子触发装置无法比较的。该系统已在实际消费中得到应用，获得了令人满足的效果。0