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数字双向可控硅角步进控制路
数字式双向可控硅导通角步进控制电路
7弓7Jv]被影毛,移
●陈杰●
.
.一般电灯的调光,电机的调速及电热器具的调温等都是
t,过改变可控硅控制极触发信号的相位,进而改变可控硅导
通角度来实现的.用可控硅构成”无触点”调节装置的关键是
如何形成稳定可靠且又可随意改变相位的触发信号.目前可
控硅触发信号大多由模拟电路产生,其控制信号的调节元件
是具有机械类触点的电位器.此类电路,虽然形式简单,但不
能对可控硅导通角度进行量化控制,工作可靠性受机械装置
的影响,而且不能与数字控制电路或微机控制系统直接相联.
本文介绍一种由数字电路构成的双向可控硅导通角控制电
路,此电路以步进方式工作,可对双向可控硅的导通角度进行
较为精确的控制.它没有机械类触点,工作可靠性及寿命大为
提高.它的最大特点在于把所控制的双向可控硅导通角度与
一
组二进制码一一对应起来,因此能方便地与数字控制电路
接口,使双向可控硅触发电路和数字电路有机地结合在一起.
工作原理
数字式双向可控硅导通角步进控制电路主要由同步信
号发生及振荡电路,双向可控硅导通角分割电路和双向可控
硅导通角选通电路三部分组成,如图1所示.
电源变压器次级得到的24V交流电经桥式整流后,又经
电阻R1限流和稳压二极管DW限幅形成一近似梯形的脉
冲.这一脉冲经六反相器电路IC1(CD4O96)中的ICla,IClb
整形后得到一个频率为100Hz的矩形脉冲.因该矩形脉冲在
交流电过零时为低电平,其余期间为高电平,故可作为由4—
2输入”与非门”电路IC2(CD4011)中的IC2a,IC2b为主构成
的多谐振荡器及后面的导通角分割电路的同步控制信号,使
振荡器在交流电过零时停止振荡,过零后再重新振荡,以保证
振荡器的振荡过程与交流电的周期同步.调整振荡频率使其
正好在一个振荡器工作期间(对应50Hz交流电的半个周期)
发出I6个脉冲,波形如图2所示.脉冲经反相器Ic1c,Ic1d
缓冲后加至可控硅导通角分割电路的脉冲输入端.
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导通角分割电路是由两片十进制脉冲分配器电路IC3,
IC4(CD4017)以级联连接方式组成的.该电路利用脉冲上升
沿触发,前8个脉冲可使IC3的Q1~Q8依次出现高电平.
当第9个脉冲到来时,IC3的Q9端出现高电平,封锁IC3的
脉冲输入端,使IC3一直维持此状态不变.与此同时,Q9的
高电平脉冲打开IC2c,IC2d组成的门电路,让脉冲加到IC4
1995年8期
输入端,使它的Q1为高电平,后面的脉冲到来时,IC4的
Q2~Q8又会依次出现高电平,使振荡电路能在交流电的半
个周期中发出16个脉冲.该电路可在和16个脉冲对应的16
个输出端上得到顺序对应的脉冲,即把交流电的半个周期分
成均匀的16段,波形如图3所示.另外,两片CD4017的置零
端均受同步控制信号的控制,在交流电过零时自动复位.由于
交流电的半个周期为180.,按图1中所设电路参数,同步信
号前后各占1O.,中间的160.正好划分成16份,每份为1O..
综上所述,该电路的可控范围从1O.起由IC3的Q1发出第一
个脉冲到160.由IC4的Q8发出第16个脉冲止为160..若将
其作为双向可控硅的控制信号,则可使双向可控硅导通角从
17O~20.可调,每次最小可变化1O..
导通角选通电路是由两片8通道模拟开关电路IC5,
IC6(CD4051)组成的.CD4051的特点是通过输入地址编
码来决定所选中的某个输入(输出)端与公共输出(输入)
端的接通.每片的3位二进制代码可选择8路,两片结合则
能选择16路.因为选择16路需4位二进制代码,可将两片
的3位地址端并联接地址线的低3位,第4位地址线直接接
IC5的选通端,并经一反相器和IC6的选通端相连.第4位
地址线是低电平时,IC5工作;第4位地址线是高电平时,
IC6工作.两片的输出端并接后与缓冲二极管的基极相连.
这样,只要给出一组4位二进制代码,就可把模拟开关的某
一
路选通,该路的脉冲信号通过三极管输出去触发双向可控
硅按规定的角度导通.同时,该路连接的发光二极管点亮,
指示出双向可控硅导通的角度.当地址码为0000时,可控
硅导通角是170(控制角为10.);地址码为1111时,可
控硅导通角是2O.(控制角为160.).
整个电路由三端稳压电路7809提供稳定的9V电压,
二极管D5是为把采样电路与直流电源隔离所设.
制作与应用注意事项
电路中的所用元器件参数均在图1中标明.只要元器件
选择正确,接线无误,焊接方法得当,该电路通电后即能
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