三相橋式移相觸發(fā)電路的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)

1、三相橋式移相觸發(fā)電路的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)摘要：本文介紹了通過(guò)8051單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)三相橋式整流電路中晶閘管的移相觸發(fā)的方法。觸發(fā) 方式有單寬脈沖觸發(fā)和雙窄脈沖觸發(fā)兩種方式，本文選用雙窄脈沖觸發(fā)方式來(lái)克服單寬脈沖觸 發(fā)方式所帶來(lái)的缺點(diǎn)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)晶閘管整流電路1引言三相橋式全控整流電路的作用是將交流電整流為為可調(diào)的直流電壓。其中晶閘管的觸發(fā) 控制可以通過(guò)模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)控制等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。比較發(fā)現(xiàn)：模擬電路控制的 精度不高、對(duì)稱性不好且容易受到溫度漂移的影響；而數(shù)字式觸發(fā)電路與模擬方式相比，其 控制精度高、對(duì)稱性好、溫度漂移影響小，但其存在著電路復(fù)雜、移相觸發(fā)角較大時(shí)控制精 度有所降低等缺點(diǎn)；

2、而單片機(jī)控制除了具有與數(shù)字式觸發(fā)電路相同的優(yōu)點(diǎn)外，更因?yàn)槠湟葡?觸發(fā)角由軟件計(jì)算完成，因而觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制十分靈活，精度可通過(guò)軟件補(bǔ)償，移 相范圍可以任意調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，目前已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。3.硬件設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)的硬件組成主要包括8051單片機(jī)及外圍電路。外圍電路包括觸發(fā)脈沖形成電路、 驅(qū)動(dòng)輸出電路、顯示部分、晶閘管過(guò)電壓保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)電路、鍵盤(pán)電路等組成，如下圖 所示：在整流電路中，由于晶閘管的觸發(fā)信號(hào)應(yīng)該以同步電壓信號(hào)為基準(zhǔn)延遲一定的相位角， 所以脈沖形成電路的任務(wù)就是測(cè)量同步電壓過(guò)零的時(shí)刻，并以此點(diǎn)作為單片機(jī)計(jì)算晶閘管觸 發(fā)相位角的起始點(diǎn)。為得到電壓的過(guò)零信號(hào)，這里采用了過(guò)零比較

3、器LM324把正弦波信號(hào)變 換成為同步方波信號(hào)。將得到的方波信號(hào)送入單穩(wěn)態(tài)脈沖觸發(fā)芯片74LS123中，由74LS123 的工作原理可以知道，當(dāng)正向輸入端為上升沿的時(shí)候，會(huì)輸出一個(gè)正向觸發(fā)脈沖，這樣就得 到了過(guò)零觸發(fā)脈沖?？紤]到簡(jiǎn)化電路、節(jié)約單片機(jī)資源、提高精度等要求，脈沖形成電路將 由三相電壓信號(hào)處理得到的過(guò)零脈沖反向后“線或”后接入單片機(jī)的外部中斷口 INT0，因?yàn)槊恳粋€(gè)時(shí)刻有且只有一相電壓的過(guò)零脈沖為低電平，故可以用中斷查詢的方法查詢底電平 出現(xiàn)的時(shí)刻，由CPU控制軟件完成移相計(jì)算后，按照移相要求輸出觸發(fā)脈沖。從P1 口輸出 滿足要求的晶閘管觸發(fā)脈沖信號(hào)。4軟件設(shè)計(jì)方案分析三相橋式全控整

4、流電路的工作原理可知：為了確保電路的正常工作，需要保證在任 意時(shí)刻共陰極組（VT1、VT3、VT5）與共陽(yáng)極組（VT4、VT6、VT2）中分別有一個(gè)晶閘管同時(shí) 導(dǎo)通，方可形成導(dǎo)電回路。導(dǎo)通的順序?yàn)椋篤T1和VT6、VT1和VT2、VT3和VT2、VT3和VT4、 VT5和VT4、VT5和VT6,依此類推；有一種方法是在觸發(fā)某個(gè)晶閘管的同時(shí)，給序號(hào)緊前的 一個(gè)晶閘管補(bǔ)發(fā)脈沖，用兩個(gè)窄脈沖代替寬脈沖，兩個(gè)窄脈沖的前沿相差60度，脈沖寬度 一般為20度到30度，稱為雙脈沖觸發(fā)。雙脈沖觸發(fā)電路的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但要求的觸發(fā)電 路輸出功率小。寬脈沖觸發(fā)電路雖然可以少輸出一半脈沖，但為了不使脈沖變壓器飽和，

5、需 將鐵心體積做的較大一些，繞組匝數(shù)較多，導(dǎo)致漏感增大，脈沖前沿不夠陡，對(duì)于晶閘管的 串聯(lián)使用不利。雖然可以用去磁繞組改善這種情況，但又使觸發(fā)電路復(fù)雜化。故此處用的是 雙脈沖觸發(fā)方式。控制程序包括三部分：主程序、外部中斷服務(wù)程序和內(nèi)部定時(shí)器（T0、T1）中斷服務(wù)程 序，程序流程圖如圖所示：（a）主程序流程圖（b）定時(shí)器T1中斷服務(wù)程序INT0中斷定時(shí)器0中斷(d)T0中斷服務(wù)程序5.結(jié)論三相橋式全控整流電路的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)方法除了具有與數(shù)字式觸發(fā)電路相同的優(yōu)點(diǎn)外，更 因?yàn)槠湟葡嘤|發(fā)角由軟件計(jì)算完成，因而觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制十分靈活，精度可通過(guò)軟 件補(bǔ)償，移相范圍可以任意調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，目前已經(jīng)獲得了

6、廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)：黃俊，王兆安.電力電子變流技術(shù)【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000張義和，陳敵北.例說(shuō)8051.人民郵電出版社，2006Realization of Trip-Pulses in Three-Phase Bridge Rectifier Circuit based on MCUAbstract： The paper introduces the generation method of the trip pulse of thyristor in three phasesbridge rectifier circuit used by Microcontroller 8051.We select the double narrow pulse method to avoid the disa