【正文】 了 1個(gè) SSP 模塊）。 PIC16F87X 的中斷源 PIC 系列單片機(jī)是當(dāng)今世界上很有影響力的精簡指令集（ RISC） 微控制器，具有豐富的中斷功能。其不足之處是：中斷矢量只有 1個(gè)，并且各個(gè)中斷源之間也沒有優(yōu)先級別之分，不具備非屏蔽中斷。其中并行端口模塊和并行端口中斷源，只有 40 腳封裝的型號（ PIC16F87 PIC16F874和 PIC16F877）才會具備； 而對于 28腳封裝的型號（ PIC16F870、 PIC16F87 PIC16F873 和 PIC16F876）則不具備。每一個(gè)中斷標(biāo)志位都對應(yīng)著 1個(gè)觸發(fā)器。將全部 14 個(gè)中斷源按 2個(gè)梯隊(duì)并列排開，第 1 梯隊(duì)中只安排了 3 個(gè)中斷源，其余的中斷源全部安排到第 2梯隊(duì)中。第 1 梯隊(duì)的中斷源不僅受全局中斷屏蔽位的控制，還要受各自中斷屏蔽位的控制；第 2 梯隊(duì)的中斷源不僅受到全局中斷屏蔽位和各自中斷屏蔽位的控制，還要額外受到 1 個(gè)外設(shè)中斷屏蔽位 PEIE 的控制。 近期研制的一些 PIC單片機(jī)新型號是在原有的單片機(jī)芯片 基礎(chǔ)之上進(jìn)行一些功能擴(kuò)展而得來的。該觸發(fā)器的置位和清零均是由用戶程序完成的。每一種中斷源對應(yīng)著 1個(gè)中斷標(biāo)志位（記為 XXXF， F是 Flag 的第 1個(gè)英文字母）和 1個(gè)中斷屏蔽位或者叫中斷使能位（記為 XXXE， E是 Enable 的第 1 個(gè)英文字母）。其中，多數(shù)外圍設(shè)備模塊對應(yīng)著 1個(gè)中斷源（比如定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 TMR0 模塊），有的外圍設(shè)備模塊對應(yīng)著2個(gè)中斷源（比如通用同步 /接 收 /發(fā)送器 SCI 模塊），也有的外圍設(shè)備模塊沒有中斷源與之對應(yīng)（比如輸入 /輸出端口 RA和 RC 模塊），還有的中斷源沒有外圍設(shè)備模塊與之對應(yīng)（比如外部觸發(fā)中斷源 INT）。在 PIC 單片機(jī)家族中，排位屬于中上水平的 PIC16F87X 子系列單片機(jī)具備的中斷源多達(dá) 14 種。由于 CPU 的運(yùn)行速度非常高，而各個(gè)外圍設(shè)備模塊的工作速度卻非常低，況且這些外圍設(shè)備模塊也不是頻繁地要求 CPU 對其服務(wù)。 目前在世界一些著名的單片機(jī)產(chǎn)品系列中，PIC16F87X 系列單片機(jī)是芯片內(nèi)部包含有外圍設(shè)備模塊數(shù)量最多的單片 機(jī) 品種之一。 此外， PIC 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)還體現(xiàn)在寄存器組上，如寄存器 I/O 口、定時(shí)器和程序寄存器等都是采用了 RAM 結(jié)構(gòu)形式，而且都只需要一個(gè)周期就可以完成訪問和操作。當(dāng)?shù)谝粭l指令執(zhí)行完畢，就可執(zhí)行第二條指令，同時(shí)取出第3 條指令，??如此等等。因此 PIC 系列單片機(jī)的指令與 CISC 結(jié)構(gòu)的單片機(jī)指令相比，前者的指令總數(shù)要少得多 (即 RISC 指令集 )。這樣，取指令時(shí)則經(jīng)指令總線，取數(shù)據(jù)時(shí)則經(jīng) 數(shù)據(jù)總線，互不沖突。 在這里 PIC 系列單片機(jī)采用了一種雙總線結(jié)構(gòu)，即所謂哈佛結(jié)構(gòu)。因與 CPU直接相連的總線只有一種，要求數(shù)據(jù)和指令同時(shí)通過，顯然“亂套”，這正如一個(gè)“瓶頸”，瓶內(nèi)的數(shù)據(jù)和指令要一起倒出來， 往往就被瓶頸卡住了。這種結(jié)構(gòu)與一般采用 CISC(復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī) )的單片機(jī)在結(jié)構(gòu)上是有不同的。所以很適用于高、中檔的電子設(shè)備中使用。 PIC 中級系列產(chǎn)品適用于各種高、中和低檔的電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中。 2 該級產(chǎn)品是 PIC 最豐富的品種系列。現(xiàn)今的 PIC 單片機(jī)已經(jīng)是世界上最有影響力的嵌入式微控制器之一。雖然 PIC 在這方面已不能與新型的 TI－ MSP430 相比，但在大多數(shù)應(yīng)用場合還是能滿足需要的。 PIC 以保密熔絲來保護(hù)代碼，用戶在燒入代碼后熔斷熔絲，別人再也無法讀出，除非恢復(fù)熔絲。 PIC 在推出一款新型號的同時(shí)推出相應(yīng)的仿真芯片，所有的開發(fā)系統(tǒng)由專用的仿真芯片支持，實(shí)時(shí)性非常好。 3) 產(chǎn)品上市零等待（ Zero time to market）。 PIC 的高檔型號，如PIC16C74（尚不是最高檔型號）有 40 個(gè)引腳，其內(nèi)部資源為 ROM 共 4K、 192 字節(jié) RAM、8 路 A/D、 3 個(gè) 8 位定時(shí)器、 2 個(gè) CCP 模塊、三個(gè)串行口、 1 個(gè)并行口、 11 個(gè)中斷源、33 個(gè) I/O 腳。就實(shí)際而言，不同的應(yīng)用對單片機(jī)功能和資源的需求也是不同的。如單片機(jī)的應(yīng)用一味強(qiáng)調(diào)接口，外接 I/O 及存儲器，便失去了單片機(jī)的特色。一般來說，控制關(guān)系較簡單的小家電，可以采用 RISC 型單片機(jī)；控制關(guān)系較復(fù)雜的場合，如通訊產(chǎn)品、工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)采用 CISC 單片機(jī)。采用 RISC 結(jié)構(gòu)的單片機(jī)數(shù)據(jù)線和指令線分離，即所謂哈佛結(jié)構(gòu) 。 當(dāng)今單片機(jī)廠商琳瑯滿目，產(chǎn)品性能各異。 ，將線性隔離后得電流反饋信號送給單片機(jī)參數(shù)控制模塊的硬件設(shè)計(jì)指標(biāo)為 : ，將信號隔離后送給單片機(jī)參與整流模塊可控硅驅(qū)動信號控制與電流閉環(huán)控制 。每 個(gè)二極管承受正反向電壓都為輸入電壓 ]OOV，流過的電流最大為負(fù)載電流 200V , 300OA的超快恢復(fù)二極管 . 21 第 4章 控制電路的設(shè)計(jì) 主電路的設(shè)計(jì)是否合理，元器件選型是否合適是電源性能的基本保證，也是控制電源成本的主要方面。 20 3. 分隔變壓 器各線圈之間的電位。它是可控硅觸發(fā)電路常用的元件之一。緩沖二極管選用過渡正向電壓低、反向恢復(fù)時(shí)間短、發(fā) 向恢復(fù)特征較軟的規(guī)格，其額定電流應(yīng)不小于主電路開關(guān)器件額定電流的 1/10。 2 )緩沖電阻 Rs 要求 IGBT關(guān)斷信號到來之前，將緩沖電容所積蓄的電荷放完。第二次上升峰值 UCEP取決于緩沖電容 CS與母線電感 LP，設(shè) 引起浪涌電壓的能最 LPI02/2可被緩沖電容 CS完全吸收，則有 : 2021 ILp = 2221 UCs? 19 22U? = CEPU dU 式中： 0I 為最大工作電流 。使得 IGBT關(guān)斷時(shí)的電流、電壓的運(yùn)行軌跡靠近電流、電壓坐標(biāo)軸，提高了 IGBT關(guān)斷時(shí)的安全性。器件每開通一次，電容就充放電一次，所以將其 稱為充放電緩充電路。所以在實(shí)際應(yīng)用中， Rs阻值取得較小，這樣既可有較好的吸收效果，同時(shí)對開通時(shí)的電流尖峰又有抑制作用。由于開通緩沖電路很容易實(shí)現(xiàn)，下面將著重介紹關(guān)斷緩沖電路。緩沖電路又稱吸收電路，主要用于抑制電力電子器件的內(nèi)因過電 18 壓、 dv/di和 dildt，減小器件的開關(guān)損耗。 IGBT 的保護(hù) 過電壓保護(hù) IGBT關(guān)斷時(shí)，它的集電極電流下降率較高，極高的電流下降率將引起集電極過電 壓。 IGBT 參數(shù)計(jì)算： 額定電流的選擇 : IGBT 額定電流的選擇要考慮實(shí)際電路中的最大額定電流，負(fù)載類型，允許過載的程度等因素。 IGBT 是 MOSFET 與 GTR 復(fù)合形成的一種新型器件，自八十年代中期以來發(fā)展十分迅速，開關(guān)頻率已超過 20kHz。 MCT 是晶閘管和MOSFET 的混合集成，它阻斷電壓高，電流容量大，通態(tài)壓降和損耗小， 開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小，是最有發(fā)展前景的全控型功率半導(dǎo)體器件。 MOSFET 17 的電 流容量和耐壓難以提高，多用于中小容量、開關(guān)頻率較高的場合。它的通態(tài)電阻小、開關(guān)速度快，可用于高頻感應(yīng)加熱電源。一般應(yīng)用于幾十千伏安以下、開關(guān)頻率低于 10k Hz 的場合?，F(xiàn)代電力電子器件向著全控化、集成化、高頻化、多功能化和智能化方向發(fā)展。 負(fù)載換流就是由負(fù)載提供換流電壓。在個(gè)中電源中，如蓄電池，干電池，太陽能電池等都是直流電源，這需要這些電源向交流負(fù)載供電時(shí)，就需要逆變電路。 在實(shí)際的維修中我們也感覺到這種驅(qū)動電路故障率很低，大功率模塊也極少出現(xiàn)問題。 (4) 專用集成塊驅(qū)動電路 現(xiàn)在還出現(xiàn)了專用的集成塊驅(qū)動電路，主要由 IR 的 IR2111， IR2112， IR2113等，其它還有三菱的 EXB 系列 驅(qū)動厚膜。 它是利用厚膜技術(shù)在陶瓷基片上制作模式元件和連接導(dǎo)線，將驅(qū)動電路的各元件集成在一塊陶瓷基片上，使之成為一個(gè)整體部件。外圍再輔佐以驅(qū)動電源和限流電阻等就構(gòu)成了最簡單的驅(qū)動電路。 驅(qū)動光耦選 用較多的主要由東芝的 TLP系列，夏普的 PC系列 ,惠普的 HCPL系列等。 (1) 分立插腳式元件的驅(qū)動電路 15 分 立插腳式元件組成的驅(qū)動電路在 80 年代的日本和臺灣變頻器上被廣泛使用 ,主要包括日本 (富士 :G2, :SVS,SVF,MF., 春日 ,三菱 Z 系列 K 系列等 )臺灣 (歐林 ,普傳 ,臺安 .)等一系列變頻器。驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)一般有這樣幾種方式(1)分立插腳式元件組成的驅(qū)動電路 。 逆變電路的設(shè)計(jì) 逆變電路主要包括 :逆變模塊和驅(qū)動電路。 dL 一般可以按照下面的式子進(jìn)行計(jì)算求?。? ddCL =(20~23) ? ?FmH ??? 310 則 dL =（ 20~23）dC310? =10~? ?mH 因此 dL 可以按照 10mH ， 100A 選擇。 直流濾波電容器 dC 的參數(shù)計(jì)算?？焖偃蹟嗥饔摄y制熔絲埋于石英沙內(nèi)，熔斷時(shí)間極短，可以用來保護(hù)晶閘管。吸 收電阻與吸收電容的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為 : KC =(2~4) 3101?TI =(2~4) 3140 10?? =~016? F 電容耐壓 ? = ?? = RK =10~30? 阻容電流： CI = CKUfC?2 =612 3 .1 4 5 0 1 4 4 8 6 .610? ? ? ? ?= 電阻的功率取 20W 選用的電容為： 150 F? /200V 選用的電阻為： 10? / 13 2 晶閘管的過電流保護(hù) 由于半導(dǎo)體器件體積小、熱量小、特別像晶閘管這類高電壓大電流的功率器件，結(jié)時(shí)，熱量降來不及散發(fā)，使得結(jié)溫迅速升高，最終將導(dǎo)致結(jié)層被燒壞。 阻容保護(hù)三角形連接時(shí)，電容器的電容量小但耐壓要求高聯(lián)接時(shí)，阻容保護(hù)星形連接時(shí)，電容器的電阻值要大但耐壓要求低、電阻值也小，通常增大 C 能降低作用到晶閘管上的過電壓 L di/dt 和 dv/dt，但過大的 C 值不僅增大體積，而且使 R 的功耗增大，并使晶閘管導(dǎo)通時(shí)的 di/dt 上升。 1）、交流側(cè)過電壓阻容保護(hù) 下圖給出阻容保護(hù)常用的接線圖，其中電阻 R、 C用下面關(guān)系式近似計(jì)算 ： R0IUSU Z?????????= 24 2 7 .3 5 52 .34 3 8 9 0 1 0???????=? ?????????2206 USIC = 2438906 ?? =144? F 式中 :UZ — 整流變壓器的阻抗電壓，以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，對于本設(shè)計(jì)，UZ = 4%~10%。壓敏電阻是以氧化鋅為基體的金屬氧化物非線性電阻，其結(jié)構(gòu)為兩個(gè)電極，電極之間填充的粒徑為 10~50 m? 的不規(guī)則的 ZNO 微結(jié)晶，結(jié)晶粒間是厚約 1 m? 的氧化鉍粒界層。吸收電路最好選用無感電容，接線應(yīng)盡量短。 針對形成過電壓的不同原因，可以采取不同的抑制方法，如減少過電壓源，并使過 10 電壓幅值衰減；抑制過電壓能量上升的速率，延緩已產(chǎn)生能量的消散速度，增加其消散途徑；采用電子線路進(jìn)行保護(hù)。 3) 換相沖擊電壓 包括換相過電壓和換相振蕩過電壓。由開關(guān)的開閉引起的沖擊電壓又分為如下幾類 1）交流電源接通、斷開產(chǎn)生的過電壓 例如，交流開關(guān)的開閉、交流側(cè)熔斷器的熔斷等引起的過電壓，這些過電壓由于變壓器繞阻的分布電容、漏抗造成的諧振回路、電容分壓等使過電壓數(shù)值為正常值的 2 至 10 倍。因此，必須研究過電壓的產(chǎn)生原因及抑制過電壓的的方法。即 Vked (2~3)Vm 其中 Vm 為晶閘管承受的最大正反向峰值電壓， 在本設(shè)計(jì)中 Vm = 26U = 6 ? = Vked (2~3)Vm 367V 2. 晶閘管額定電流 IT 晶閘管額定電流的計(jì)算原則是必須使額定電流 IT 大于實(shí)際流過晶閘管的電流平均值 I ? ?avT .考慮過載系數(shù)，通常取 1~2 倍。時(shí)， U2 取最小值， U2= 整流變壓器的二次繞阻為星形接法，二次側(cè)的相電流 2i 是相位差 180176。因此本文設(shè)計(jì)的變壓器是原邊采用△繞法，副邊采用 Y 繞法。感性負(fù)載時(shí)電流連續(xù)，晶閘管導(dǎo)通總是 2Π /3， Ud 波形每隔 60176。當(dāng) α 〉 60176。時(shí)，電流不連續(xù) 輸出電壓平均值與輸入電壓有效值 U2 的關(guān)系為： Ud = ?26 2323 6 s in ( )U td t? ?? ? ?????= U2 [1+cos( 32? +? )] 通過晶閘管的電流 IT 與負(fù)載平均電流 Id 的關(guān)系為 : IT =31 Id 三相全橋整流電路輸入電流有效值 I2 與負(fù)載平均電流 Id