單片機在晶閘管觸發(fā)電路中的應用

本文介紹一種由8031單片機組成的觸發(fā)控制系統，可實(shí)現高分辨率的數字觸發(fā)。在常規控制中，主要是用電子控制裝置對可控硅實(shí)現觸發(fā)，這種方法由于受到電子元器件的限制，其分辨率不高，有時(shí)還會(huì )出現誤觸發(fā)。

在電力拖動(dòng)系統、電爐控制系統中現已大量采用可控硅（晶閘管）元件作為可調電源向電動(dòng)機或電爐供電，這種由晶閘管組成的控制系統，主要是利用改變可控硅的控制角θ來(lái)調節供電電壓。

1 硬件組成及原理
　　
系統硬件組成如圖1，只須在8031最小系統上加一塊16位的定時(shí)／計數器8253和晶振電路，另加一塊帶一個(gè)14位定時(shí)／計數器的可編程RAM／IO擴展器8155，即可組成單片機的系統線(xiàn)路。

1．1 θ角定時(shí)
　　
控制角θ是滯后自然換相點(diǎn)的電角度，在工頻條件下，它和時(shí)間tθ有如下線(xiàn)性關(guān)系：

其中T是工頻電源周期，θ是控制角。
　　
由上式可知，由電角度θ就知道對應的定時(shí)時(shí)間tθ，則可利用定時(shí)／計數器就能實(shí)現對θ角的定時(shí)，這種用硬件定時(shí)的方法可大大節省CPU的在線(xiàn)工作時(shí)間。

8031本身有兩個(gè)16位的定時(shí)／計數器T0和T1，若用它們定時(shí)，選用方式1工作，就為16 位的定時(shí)／計數器方式。因為8031單片機一個(gè)機器周期由12個(gè)振蕩周期組成，工作于定時(shí)狀態(tài)，計數頻率為振蕩頻率的1／12，而工作于計數狀態(tài)，計數頻率為振蕩頻率的1／24，所以當取晶振頻率為6MHz，選用方式1定時(shí)工作狀態(tài)時(shí)，可得：

式中，T為工頻周期，T＝20ms。
　　
由于16位定時(shí)／計數器最大定時(shí)時(shí)間為65536，故最大定時(shí)角為：

由此可見(jiàn)，用8031單片機T0、T1定時(shí)，移相范圍大，而分辨率則受本機機器周期限制，再就是用于三相定時(shí)，2個(gè)定時(shí)／計數器也不夠，故最后確定選用NEC8253C－2定時(shí)／計數器來(lái)實(shí)現θ角定時(shí)，8253是一個(gè)三通道的16位定時(shí)／計數器，以減1計數方式工作，三個(gè)通道剛好滿(mǎn)足三相定時(shí)，而計數頻率由外部晶振提供，不受系統頻率限制，選用計數頻率為4MHz，則分辨率和最大定時(shí)角分別為：