單片機控制的靜電除塵電源調壓系統

　　三相交流調壓是通過(guò)調節反并聯(lián)晶閘管的導通角，來(lái)實(shí)現對電源輸出電壓的有效控制的，因此晶閘管能否穩定可靠地觸發(fā)，是至關(guān)重要的。本控制系統采用 CA6100晶閘管通用觸發(fā)板，其基本原理如圖 3所示。

　　CA6100通用可控硅觸發(fā)板是以 40芯 CMOS大規模集成電路（專(zhuān)用芯片）為核心，利用鎖相環(huán)技術(shù)（ PLL）和多芯片合成技術(shù)（ MCM），通過(guò)壓控振蕩器（ VCO）鎖定的三相同步信號間的邏輯關(guān)系設計出的一種晶閘管觸發(fā)系統。0～5V的直流輸入電壓，可以控制輸出脈沖的移相范圍從 5°～175°連續線(xiàn)性可調，且晶閘管觸發(fā)脈沖幅值可達到 15V/2A，能夠滿(mǎn)足靜電除塵電源對晶閘管觸發(fā)脈沖的要求。

　　3.3 信號采集與檢測電路設計

　　系統主要檢測一次電壓、一次電流、二次電壓和二次電流四路模擬量。采用電壓和電流互感器分別對一次電壓和電流進(jìn)行檢測。由于靜電除塵電源二次電壓輸出很高，所以需經(jīng)電阻分壓，然后通過(guò)霍爾電壓傳感器進(jìn)行檢測，二次電流檢測則采用回路串電阻的方式。這四路檢測型號經(jīng)過(guò)信號調理電路，進(jìn)入單片機的 A/D轉換口，單片機的 ADC模塊分別對其順序采樣和 A/D轉換。圖 4為一次電流信號調理電路，主要包括整流、比例放大和二階有源濾波三部分。

　　3.4 液晶顯示模塊設計為了使裝置的人機接口界面更加友好、直觀(guān)，在本裝置中采用中文液晶顯示模塊作為人機接口界面。采用液晶模塊型號為 LCM320240ZK，顯示內容 20×15行，內含 7602個(gè)簡(jiǎn)體中文字型。但是其工作時(shí)序和 80C196單片機不兼容，需要用到 8155擴展。其他管腳則直接與單片機相連接，讀 (E)、寫(xiě)(R/W)端口分別和 80C196KC單片機的讀、寫(xiě)信號相連，片選信號(CS1、CS2)由 38譯碼器提供。

　　3.5 軟件設計

　　主程序完成整個(gè)模塊的控制流程和子程序模塊調用等功能。子程序模塊完成整個(gè)裝置的不同功能的實(shí)現，包括初始化模塊、液晶顯示模塊、 A/D采集轉換模塊、PID調節穩壓穩流模塊等。其中初始化模塊的主要功能是完成單片機的有關(guān)初始化設置，包括有關(guān)端口的選通、功能的選擇，以及中斷的允許等。 A/D采集轉換模塊是實(shí)現對被測信號的重復采樣，并且在單片機中完成數據轉換。穩壓穩流模塊的功能是采用 PID控制算法并結合 80C196單片機輸出的 D/A電壓信號進(jìn)行調節，從而實(shí)現電壓或電流的穩定，且具有軟啟動(dòng)功能。

　　3.6 火花快速檢測的實(shí)現方式

　　要提高靜電除塵電源的除塵效率，每個(gè)除塵反應器都要工作在最佳火花率下。為了實(shí)現火花控制，必須檢測火花放電現象。當產(chǎn)生火花放電時(shí)，會(huì )引起二次電流大幅度增加，利用這一特點(diǎn)就可以采用硬件直接比較的方法，通過(guò) LM393將二次電流反饋值與設定的火花放電閾值進(jìn)行比較，經(jīng) 6N138光耦和 RS觸發(fā)器后，接至單片機 80C196KC的外部中斷口。由于中斷級別很高（外部中斷 XINT1），當檢測到火花放電時(shí)，就執行相應的火花放電程序，記憶當前放電時(shí)的運行電壓，并將當前運行電壓降低到設定的火花回壓點(diǎn)，運行電壓再從回壓點(diǎn)以分段上升的方式上升至上次放電時(shí)的運行電壓，這樣就保證了靜電高壓除塵電源始終保持在臨界放電電壓狀態(tài)。

　　4. 結語(yǔ)

　　基于單片機 80C196KC的靜電除塵電源智能控制系統實(shí)時(shí)響應快、精度高、可監控性好、抗干擾性強，通過(guò)實(shí)際運行證明，能夠自動(dòng)跟蹤電場(chǎng)的變化，輸出最佳電暈功率，從而使除塵效率大為提高，具有廣闊的市場(chǎng)應用前景。