一種三相可控硅半控橋數字觸發(fā)器的設計

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

在每一相的自然換相點(diǎn)出現時(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載時(shí)的移相范圍為0~180°。當控制角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)單片機只能組成一個(gè)數字觸發(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?xún)?。這可以通過(guò)改變觸發(fā)順序的辦法來(lái)實(shí)現。

當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α > 1 2 0 ° 時(shí)， 按理應在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(guò)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?xún)?，就可以共用一個(gè)觸發(fā)器了。

四、軟件設計

數字觸發(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(pán)與顯示處理子程序等四個(gè)模塊組成。為了提高指令運行速度，本電路所有程序采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，而且采用了模塊化結構，為程序的編寫(xiě)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單片機的堆棧指針設計、清工作單元、設置初始值、開(kāi)放中斷、鍵盤(pán)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。當同步電壓由正半波到負半波過(guò)零時(shí)刻產(chǎn)生一個(gè)尖脈沖，加到單片機的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，測量及計算電源電壓周期，設置第一個(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?？刂平?alpha; 用一個(gè)軟件定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)時(shí)刻來(lái)獲得。當同步脈沖出現后，此即為A相的自然換相點(diǎn)(即A相α =0的時(shí)刻)，此時(shí)將與控制角對應的時(shí)刻置入軟件定時(shí)器0.當軟件定時(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(yíng)相的同步脈沖出現后，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 計算，標度變換以及將控制角度數值送到顯示緩沖區等工作。程序框圖略。圖5是同步中斷子程序框圖。

采用16位單片機80C196KC系統，器件減少、結構緊湊，整個(gè)觸發(fā)器電路大為簡(jiǎn)化，并且，由于單片機運算速度快，采樣與顯示可以在兩次同步信號之間完成而且每次同步信號都被采樣，因而中斷程序可以按照最新的采樣數據調整觸發(fā)脈沖的移相角。實(shí)驗表明，該觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)特性好、控制精度高。