【正文】 ，同時(shí) UGK﹥ 0。 （ 2）陽極電壓作用：當(dāng) UAK 上升至某個(gè)大數(shù)值，使 V2 的漏電流由于雪崩效應(yīng)而加 大，同時(shí)由于正反饋而使漏電流放大，最終使 SCR 飽和導(dǎo)通。 （ 3） dU／ dt 作用：如果 UAK 以高速率上升，則在中間結(jié)電容上產(chǎn)生的電流可以引起導(dǎo)通。 （ 4）溫度作用：溫度上升， V1， V2 的漏電流加大，引起導(dǎo)通。 （ 5）光觸發(fā)：當(dāng)強(qiáng)光直接照射在硅片上，產(chǎn)生電子空穴對(duì)，在電場(chǎng)的作用，產(chǎn)生觸發(fā) SCR 的電流。目前，有一些場(chǎng)合使用這種方式來觸發(fā) SCR，如 高壓直流輸電（ HVDC）。這種方式可以保證控制電路和主電路之間有良 好的絕緣。這種 SCR 又稱為光控晶閘管（ Light Triggered Thyristor— LTT）。 2． 1． 3 晶閘管的基本特性： （ 1）承受反向電壓時(shí)，無論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通。 （ 2）承受正向電壓時(shí)，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通。 （ 3）晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用。 （ 4）要使晶閘管關(guān)斷，只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以。 從這個(gè)角度可以看出，晶閘管是一種電流控制型的電力電子器件。 2． 1． 4 晶閘管的觸發(fā)： （ 1） 作用：產(chǎn)生符合要求的門極觸發(fā)脈沖，保證晶閘管在需要的時(shí)刻由阻 斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。 （ 2）廣義上講，晶閘管觸發(fā)電路還包括對(duì)其觸發(fā)時(shí)刻進(jìn)行控制的相位控制電路。 （ 3）晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求： 單片機(jī)控制的三相全控橋觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通門極電流應(yīng)大于擎住電流； 觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度； 不超過門極電壓、電流和功率，且在可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)； 應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。 第三章 三相橋式全控整流電路 3． 1 三相橋式全控整流電路電阻性負(fù)載 （圖 3— 1 三相橋式全控整流電路原理圖） 三相全橋的特點(diǎn)： 負(fù)載容量較大，或要求直流電壓脈動(dòng)較小、易濾波時(shí)使用三相整流電路。 應(yīng)用最為廣泛。 共陰極組 — 陰極連接在一起的 3 個(gè)晶閘管（ VT1， VT3， VT5）。 共陽極組 — 陽極連接在一起的 3 個(gè)晶閘管（ VT4， VT6， VT2）。 注意編號(hào)順序： 5 和 2，一般不特別說明，均采用這樣的編號(hào)順序。 由于零線平均電流為零，所以可以不用零線。對(duì)于每相二次電源來說，每個(gè)工作周期中，即有電流，也有負(fù)電流，所以不存在直流磁化 問題，提高了繞組利用率。 單片機(jī)控制的三相全控橋觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 ａ =0176。時(shí)的情況 圖 3— 2 三相橋式全控整流電路（帶電阻負(fù)載 ａ =0176。時(shí)的波形） （ 1）ａ =0176。時(shí)的情況 對(duì)于共陰極阻的 3 個(gè)晶閘管，陽極所接交流電壓值最大的一個(gè)導(dǎo)通。 對(duì)于共極組的 3 個(gè)晶閘管，陰極所接交流電壓值最低（或者說負(fù)得最多）的導(dǎo)通。 任意時(shí)刻共陽極組和共陰極組中各有 1 個(gè) SCR 處于導(dǎo)通狀態(tài)。其余的均處于關(guān)斷狀態(tài)。 觸發(fā)角ａ的起點(diǎn)，仍然是從自然換相點(diǎn)開始計(jì)算，注意正負(fù)方向均有自然換相點(diǎn)。 從線電壓波形看， Ud 為線電壓中最大的一個(gè)，因 此 Ud波形為線電壓的包絡(luò)線。 單片機(jī)控制的三相全控橋觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 表 3— 3 三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載 ａ =0176。 時(shí)晶閘管工作情況 時(shí)段 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管 VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5 共陽極組中導(dǎo)通的晶閘管 VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6 整流輸出電壓 Ud Ua– Ub =Uab Ua– Uc =Uac Ub– Uc =Ubc Ub– Ua =Uba Uc– Ub =Uca Uc– Ub =Ucb （ 2）三相橋式 全控整流電路的特點(diǎn)：（三相全橋） ▼ 兩個(gè)同時(shí)導(dǎo)通形成供電回路，其中共陰極組和共陽極組各有一個(gè)導(dǎo)通，且不能為同相的兩個(gè)否則沒有輸出。 ▼ 對(duì)觸發(fā)脈沖的要求： ● 按 VT1— VT2— VT3— VT4— VT5— VT6 的順序，相位依次差 60176。 。 ● 共陰極組 VT VT VT5 的脈沖依次差 120176。 ，共陽極組 VT VTVT2 也依次差 120176。 ● 同一相的上下兩個(gè)橋臂，即 VT1 與 VT4， VT3 與 VT6， VT5 與 VT2，脈沖相差 180176。 。 ▼ Ud 一周期脈動(dòng) 6 次，每次脈動(dòng)的波形都一樣，所以三相全橋電路稱為 6 脈波 整流電路。 ▼ 需保證同時(shí)導(dǎo)通的 2 個(gè)晶閘管均有脈沖（采用兩種方法：一種是寬脈沖 觸發(fā)（大于 60176。 ）。 ▼ 另一種是雙脈沖觸發(fā)（常用）：在 Ud 的 6 個(gè)時(shí)間段，均給應(yīng)該導(dǎo)通的 SCR 提供觸發(fā)脈沖，而不管其原來是否導(dǎo)通。所以每隔 60176。 就需要提供兩個(gè)觸發(fā)脈沖。 ▼ 實(shí)際提供脈沖的順序?yàn)椋?VT1， VT2— VT2， VT3— VT3， VT4— VT4， VT5— VT5，VT6— VT6， VT1— VT1， VT2，不斷重復(fù)。 ▼ 晶閘管承受的電壓波形與三相半波時(shí)相同，晶閘管承受最大正、反向電 壓的關(guān)系也相同為： UFM =URM= U2 單片機(jī)控制的三相全控橋觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 ａ =30176。 時(shí)的情況 圖 3— 4 三相橋式全控整流電路（帶電阻負(fù)載 ａ =30176。 時(shí)的波形） 晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了 30176。 ，組成的每一段線電壓因此推遲 30176。 ●從 Ut1 開始把一周期等分為 6 段， Ud 波形仍由 6 段線電壓構(gòu)成，每一段導(dǎo)通晶閘管的編號(hào)等仍符合表 33 的規(guī)律。 ●變壓器二次側(cè)電流 iu波形的特點(diǎn)：在 VT1 處于通態(tài)的 120176。 期間， iu為正， iu波形的形狀與同時(shí)段的 Ud 波形相同，在 VT4 處于通態(tài)的 120176。 期間， iu 波形的形狀也與同時(shí)段的 Ud 波形相同，但為負(fù) 值。 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 ａ =60176。 時(shí)工作情況 Ud 波形中每段線電壓的波形繼續(xù)后移，平均值繼續(xù)降低。 ａ =60176。 時(shí) Ud 出現(xiàn)為零的點(diǎn)。（因?yàn)樵谠擖c(diǎn)處，線電壓為零） 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 ａ﹥ 60176。 時(shí)工作情況 當(dāng) ａ﹥ 60176。 時(shí)，如 ａ =90176。 時(shí)電阻負(fù)載情況下的工作波形如圖 3— 5 所示： 單片機(jī)控制的三相全控橋觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 圖 3— 5三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 ａ =90176。 時(shí)的波形 小結(jié) ● 當(dāng) ａ≦ 60176。 時(shí)， Ud 波形均連續(xù)，對(duì)于電阻負(fù)載， id 波形與 Ud 波形一樣，也連續(xù)； ● 當(dāng) ａ﹥ 60176。 時(shí)， Ud 波形每 60176。 中有一段為零， Ud 波形不 能出現(xiàn)負(fù)值； ● 帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路 ａ 角的移相范圍是 120176。 。 3． 2 三相橋式全控整流電路電感性負(fù)載 三相橋式全控整流電路電感性負(fù)載時(shí)的工作情況： 當(dāng) ａ≦ 60176。 時(shí)： Ud 波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)十分相似，各晶閘管 的通斷情況、輸出整流電壓 Ud 波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣； 區(qū)別在于：由于負(fù)載不同，同樣的整流輸出電壓加到負(fù)載上，得到的負(fù)載電流波形不同。電感性負(fù)載時(shí)，由于電感的作用，使得負(fù)載電流波形變得平直，當(dāng)電感足夠大的時(shí)候，負(fù)載電流的波形可近似為一條水平線。 單片機(jī)控制的三相全控橋觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 圖 3— 6三相 橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載 ａ =0176。 時(shí)的波形 圖 3— 7 三相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載 ａ =30176。 時(shí)的波形 單片機(jī)控制的三相全控橋觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 圖 3— 8 三相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載 ａ =60176。 時(shí)的波形 圖 3— 9 三相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載 ａ =90176。 時(shí)的波形 （ 1）當(dāng) ａ﹥ 60176。 時(shí)：電感性負(fù)載時(shí)的工作情況與電阻負(fù)載時(shí)不同， Ud 時(shí)波形不會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分，而電感性負(fù)載時(shí)，由于電感 L 的作用， Ud 波形會(huì)出 現(xiàn)負(fù)的部分；帶電感性負(fù)載時(shí)，三相橋式全控整流電路的角 ａ 移相范圍為 90176。 。因?yàn)樵?ａ =90176。 時(shí)， Ud波形上下對(duì)稱，平均值為零。 單片機(jī)控制的三相全控橋觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 （ 2）基本 參數(shù)關(guān)系 ●當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時(shí)（即帶電感性負(fù)載或帶電阻負(fù)載 ａ≦ 60176。 時(shí)）的平均值為： Ud=31π ? α＋ 32 α＋3 ππ 6U2Sinωtd(ωt) = α ●帶電阻負(fù)載且 ａ﹥ 60176。 時(shí)，整流電壓平均值為： Ud=π3 ?ππ α＋ 3 6U2Sinωtd(ωt) = [1＋ cos (?π＋ α)] ●輸出電流平均值為： Id = RUd 三相橋式全控整流的電流有效值 當(dāng)三相整流變壓器供電，變壓器次級(jí)接為星形，初級(jí)接三角形以減少三次諧 波的影響，帶電感性負(fù)載時(shí)，變壓器二次側(cè)電流波形，為正負(fù)半周各寬 120176。 前沿相差 180176。 的矩形波，其有效值為： I2= π ））π ＋（（π 3232I21 22d ??? dI=32π Id= Id 晶閘管電壓 、電流等的定量分析與三相半波時(shí)一致。 三相橋式全控整流電路接反電勢(shì)電感性負(fù)載時(shí)，在負(fù)載電感足夠大足以使負(fù) 載電流連續(xù)的情況下，電路工作情況與電感性負(fù)載時(shí)相似，電路中各處電壓、電 流波形均相同，僅在計(jì)算 Id 時(shí)有所不同，接反電動(dòng)勢(shì)電感性負(fù)載時(shí)的 Id 為： Id = REUd? （式中和分別為負(fù)載中的電阻值和反電動(dòng)勢(shì)的值） 小結(jié)： 變壓器二次側(cè)每相有兩個(gè)匝數(shù)相同、極性相反（同名端相反）的繞組。 分別構(gòu)成 a、 b、 c 和 a、 b、 c 兩組。電路中設(shè)置了平衡電抗器來保證兩組三相 半波電路 能同時(shí)導(dǎo)電，每相的觸發(fā)脈沖，從第一個(gè)正自然換相點(diǎn)開始計(jì)算起，分 別為 5 和 6。這樣，在不同的時(shí)刻導(dǎo)通的 SCR 分別為 6， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 1???。 實(shí)際上，通過每個(gè)時(shí)刻的等效電路，發(fā)現(xiàn)和分析變壓器漏感作用時(shí)的電路十分類似，輸出電壓 Ud 的瞬時(shí)電壓為導(dǎo)通兩相電壓瞬時(shí)值的平均值。 單片機(jī)控制的三相全控橋觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 第四章 AT89C51 芯片介紹 AT89C51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4Kbytes的快速可擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ PEROM）和 128bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flish 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 AT89C51 單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 4． 1 AT89C51 主要性能參數(shù) 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 4K 字節(jié)可重復(fù)寫 flash 閃速存儲(chǔ)器 1000 次擦寫周期 全靜態(tài)操作： 0HZ－ 24MHZ 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 1288 字節(jié)內(nèi)部 RAM 32 個(gè)可編程 I/O 口 2 個(gè) 16 位定 時(shí)／計(jì)數(shù)器 6 個(gè)中斷源 可編程串行 UART 通道 低功耗空閑和掉電模式 圖 41 AT89C51 外形及引腳排列 功能特性概述 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K 字節(jié) flash 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè)I/O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)， AT89C51 可降至 0HZ 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí)／計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 4． 2 AT89C51 引腳及內(nèi)部器件功能說明 VCC：電源電壓 GND：地 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)位口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè)邏輯門電路，對(duì)端口寫 “ 1” 可 作為高阻抗輸入端用。 單片機(jī)控制的三相全控橋觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)