一種三相可控硅半控橋數(shù)字觸發(fā)器的設(shè)計(jì)

設(shè)2 T 、1 T 分別為本次同步脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻和上次脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻。當(dāng)1 T > 1 T時(shí)，則：

在每一相的自然換相點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)刻起動(dòng)軟件定時(shí)器(其整定時(shí)刻為α t )，軟件定時(shí)器到時(shí)時(shí)刻即為該相發(fā)出觸發(fā)脈沖(控制角為α )的時(shí)刻。

三相橋式半控整流電路帶大電感負(fù)載時(shí)的移相范圍為0~180°。當(dāng)控制角α 大于120°時(shí)，相鄰兩個(gè)可控硅觸發(fā)電路可能同時(shí)工作，所以在模擬式觸發(fā)電路中每個(gè)可控硅必須有自己的觸發(fā)電路。由于一個(gè)單片機(jī)只能組成一個(gè)數(shù)字觸發(fā)電路，為了使三相電路能共用一個(gè)觸發(fā)電路，我們必須將控制角α 限制在120°以內(nèi)。這可以通過改變觸發(fā)順序的辦法來實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)α 120°時(shí)，在0~120°時(shí)觸發(fā)A相可控硅VT1;在120°~240°時(shí)觸發(fā)B相可控硅VT2;在240°~360°時(shí)觸發(fā)C相可控硅V T 3 .當(dāng)α > 1 2 0 ° 時(shí)， 按理應(yīng)在120°~240°時(shí)VT1,以后每隔120°觸發(fā)VT2、VT3,但也可以0~120°時(shí)以α ′ =α-120°觸發(fā)VT3,過120°以后以α ′ 觸發(fā)V T 1.顯然兩者是等效的，但這樣處理后，控制角可以限制在120°以內(nèi)，就可以共用一個(gè)觸發(fā)器了。

四、軟件設(shè)計(jì)

數(shù)字觸發(fā)器的程序由主程序、同步電路中斷處理子程序、軟件定時(shí)中斷處理子程序、鍵盤與顯示處理子程序等四個(gè)模塊組成。為了提高指令運(yùn)行速度，本電路所有程序采用匯編語言編寫，而且采用了模塊化結(jié)構(gòu)，為程序的編寫和修改提供了方便。本文簡(jiǎn)要介紹前三個(gè)?？?。

1.主程序主要完成80C196單片機(jī)的堆棧指針設(shè)計(jì)、清工作單元、設(shè)置初始值、開放中斷、鍵盤掃描等的初始化工作，框圖如圖4所示。

2.同步電壓中斷子程序。當(dāng)同步電壓由正半波到負(fù)半波過零時(shí)刻產(chǎn)生一個(gè)尖脈沖，加到單片機(jī)的EXTINT端引發(fā)外部中斷。

在中斷服務(wù)子程序中完成置角度初值，測(cè)量及計(jì)算電源電壓周期，設(shè)置第一個(gè)時(shí)間間隔，啟動(dòng)軟件定時(shí)器0和定時(shí)器1.軟件定時(shí)器0中斷處理子程序。控制角α 用一個(gè)軟件定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)時(shí)刻來獲得。當(dāng)同步脈沖出現(xiàn)后，此即為A相的自然換相點(diǎn)(即A相α =0的時(shí)刻)，此時(shí)將與控制角對(duì)應(yīng)的時(shí)刻置入軟件定時(shí)器0.當(dāng)軟件定時(shí)器到時(shí)后，一方面發(fā)出A相的觸發(fā)脈沖，另一方面又將T/3時(shí)刻置入軟件定時(shí)器0;當(dāng)軟件定時(shí)器到時(shí)，一方面發(fā)出B相的觸發(fā)脈沖，另一方面又將T/3時(shí)刻置入軟件定時(shí)器0;當(dāng)軟件定時(shí)器到時(shí)，發(fā)出C相的觸發(fā)脈沖，此時(shí)不可再將T/3時(shí)刻置入軟件定時(shí)器0.很明顯，當(dāng)給定電壓固定時(shí)，A、B、C三相的觸發(fā)脈沖一定是相差T/3的，所以在A相的同步脈沖出現(xiàn)后，將α t 置入軟件定時(shí)器0,軟件定時(shí)器0到時(shí)時(shí)刻所就是所需的A相脈沖的控制角α .在子程序中完成給定電壓與反饋電壓的采樣，控制角α 計(jì)算，標(biāo)度變換以及將控制角度數(shù)值送到顯示緩沖區(qū)等工作。程序框圖略。圖5是同步中斷子程序框圖。

采用16位單片機(jī)80C196KC系統(tǒng)，器件減少、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)觸發(fā)器電路大為簡(jiǎn)化，并且，由于單片機(jī)運(yùn)算速度快，采樣與顯示可以在兩次同步信號(hào)之間完成而且每次同步信號(hào)都被采樣，因而中斷程序可以按照最新的采樣數(shù)據(jù)調(diào)整觸發(fā)脈沖的移相角。實(shí)驗(yàn)表明，該觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)特性好、控制精度高。