单片机控制的三相全控桥触发系统设计.ppt

基于单片机控制的三相全桥触发电路设计 姓 名：牛 涛 班 级：双控1303 本文主要介绍基于单片机80C51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80C51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。 三相桥式全控整流电路 三相全桥的特点 负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、易滤波时使用三 相整流电路。应用最为广泛。 共阴极组—阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3， VT5）。 共阳极组—阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）。 注意编号顺序：1、3、5和4、6、2，一般不特别说明，均采用这样的编号顺序。 由于零线平均电流为零，所以可以不用零线。对于每相二次电源来说，每个工作周期中，即有正电流，也有负电流，所以不存在直流磁化问题，从而提高了绕组利用率。 对于共阴极组的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通。 对于共阳极组的3个晶闸管，阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的导通。 任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个SCR处于导通状态。其余的均处于关断状态。 触发角ａ的起点，仍然是从自然换相点开始计算，注意正负方向均有自然换相点。 从线电压波形看，Ud为线电压中最大的一个，因此Ud波形为线电压的包络线。 对触发脉冲的要求 ： 按VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6的顺序，相位依次差60°。 共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120°。 同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180°。 需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲（采用两种方法：一种是宽脉冲触发（大于60°）。 另一种是双脉冲触发（常用）：在Ud的6个时间段，均给应该导通的SCR提供触发脉冲，而不管其原来是否导通。所以每隔60°就需要提供两个触发脉冲。 实际提供脉冲的顺序为：VT1，VT2—VT2，VT3—VT3，VT4—VT4，VT5—VT5，VT6—VT6，VT1—VT1，VT2，不断重复。 80C51芯片介绍 内部资源： 一个8位的CPU 4kbytes 程序存储(ROM) 128bytes的数据存储器(RAM) 21个专用寄存器（SFR） 4个八位的并行口P0、P1、P2和P3 一个全双工串行通信口 2个16位的定时器/计数器 5个中断源 控制系统原理 单片机控制的晶闸管触发系统控制部分主要由80C51单片机、同步信号检测电路、触发脉冲电路、4×3输入键盘、LED显示电路部分组成，如下图所示，单片机通过检测电路获知同步信号，依据所要控制的三相全控整流电路的要求，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。 单片机I/O口分配表 硬件说明 1）键盘：控制角输入P1口作为4X3键盘接口，其中用P1口的P1.0到P1.2口作为键盘的列输入口，P1.4到P1.7口作为键盘的行输入口。 2）数码管显示电路：检测到键入控制角之后，通过P0口对其进行动态显示。P2口的P2.7和P2.6分别作为动态显示的控制端。 3)同步环节：同步信号经限流电阻的保护作用，正弦同步信号经两个限制比较器输入电压的钳位二极管削波后，送入比较器后输出180°与电源相位相同的方波。输出波形具体见图 。同步检测信号发生跳变时，信号以中断方式向单片机提供同步指令。 4）隔离输出：P2端口的P2.0～P2.5(引脚21~26)分别用于输出三相桥式全控整流电路VT1～VT6的触发脉冲信号。6路脉冲信号经过放大和脉冲变压器进行电气隔离后输出，进而触发相应的晶闸管导通。 软件说明 触发脉冲的控制可以通过软件进行延迟计算，由软件完成系统初始化、初值的输入和触发角度的计算并送入定时器，通过外部中断实现触发延迟角的处理。移相触发脉冲控制软件流程图如右图所示。 外部中断定时器0：检测同步信号的下降沿。 内部中断定时器1：控制α的延迟角度。 内部中断定时器0：控制触发脉冲的宽度及触 发脉冲的发生顺序。 键盘扫描函数 数码管显示函数 谢谢大家 * * 图3—2 三相桥式全控整流电路（带电阻负载ａ=0°时的波形） 三相桥式全控整流电路（带电