【正文】 ，電流為正弦半波時所允許通過電流的平均值。通常選擇可控硅的額定電壓為實(shí)際工作電壓峰值的 2 一 3 倍。； g0 表示同步脈沖信號， gl、 g g gg g6 分別表示 VT VT VT VT VT VT6 觸發(fā)脈沖信號；其中 0 表示低電平， 1為高電平 設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 49 圖 3 單一同步基準(zhǔn)的雙窄觸發(fā)脈沖時序 第六章 硬件電路主要器件選擇 設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 50 6． 1 主要器 件的計(jì)算選擇 硬件電路器件的選擇都是以選擇的直流電機(jī)的參數(shù)作為基準(zhǔn)計(jì)算選擇，本設(shè)計(jì)控制選擇的直流電機(jī)參數(shù)：型號： Z3— 33 額定功率： 4Kw 額定電壓： 220V 額定轉(zhuǎn)速： 3000 額定電流： 效率： 81％ 最高轉(zhuǎn)速： 3600 轉(zhuǎn)動慣量： 6． 1． 1 晶閘管及平波電抗器 對晶閘管和 平波電抗器及其他的器件的 主要參數(shù)進(jìn)行了解和正確理解各參數(shù)的含義是合理選用元件的基礎(chǔ)。電角度 時間，否則會造成觸發(fā)脈沖的遺漏。才能保證觸發(fā)脈沖不遺漏。電角度所對應(yīng)的時間。換流一次，且換流的時序事先已知。 圖 2 為三相橋式全控整流電路，觸發(fā)脈沖信號輸出的時序也可由單片機(jī)根據(jù)同步信號電平確定，當(dāng)單片機(jī)檢測到 A 相同步信 號時，輸出脈沖時序通常采用移相觸發(fā)脈沖的方法，即用一個同步電壓信號和一個定時器完成觸發(fā)脈沖的計(jì)算。 整個控制過程為先鍵入所要的控制角，控制角被計(jì)算成相應(yīng)的觸發(fā)延時時間，并等待當(dāng)單片機(jī)檢測到外部中斷信號。由于鍵盤存在一定的局限性每輸入觸發(fā)角時必須先確認(rèn)一次然后在 輸入想要按下的鍵值否則將會 發(fā)生紊亂。 設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 46 （圖 1 ） 由于 AT89C52 控制的為阻感性負(fù)載其移相范圍 0176。使用該比較電路，無論輸入的同步電壓信號高還是低， LM339的輸出信號都能較 準(zhǔn)確的反映同步輸入信號的過零點(diǎn)， R2 和 C3 對輸出信號進(jìn)行濾波，以避免輸出信號出現(xiàn)波動。單片機(jī)選用 AT89C52，共有 40 個引腳 ， 8KB 內(nèi)存。 設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 36 設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 37 AT89C52 極限參數(shù)： 直流參數(shù)： 設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 38 交流特性： 在以下工作條件下， P0 口， ALE/PROG， PSEN 的負(fù)載電容為 100PF，其他輸出口負(fù)載電容為 80PF。讀 AT89C52 簽名字節(jié)需將 和 置邏輯低電平，該簽名字節(jié)的過程和單元 030H、 031H 和 032H 的正常校驗(yàn)相仿，其返回值意義如下： （ 030H） =1EH 申明產(chǎn)品由 ATMEL 公司制造。芯片擦除： 利用控制信號的正確組合（表 6）并保持 ALE/PGOG 引腳 10ms 的低電平脈沖寬度即可將 PEROM 陣列（ 4K 字節(jié)）和三個加密位整片擦除，代碼陣列在片擦除操作中將任何非空單元寫入“ 1”，這步驟需再編程之前進(jìn)行。 178。寫周期完成后，所輸出的數(shù)據(jù)是有效的數(shù)據(jù)，即可進(jìn)入下一個字節(jié)的寫周期，寫周期開始后， Data Palling 可能隨時有效。每個字節(jié)寫入周期時自身定時的，通常約為 。 2. 在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。 AT89C52 單片機(jī)中，有些屬于低電壓編程方式，而有些屬于低電壓編程方式，而有些則屬于高電壓編程方式，用戶可從芯片上的型號和讀取芯片內(nèi)的簽名字節(jié)獲得該信息，見表 8。 178。 設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 32 178。 178。此時同時將片內(nèi) RAM 和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容凍結(jié)。這種情況下，外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。 10PF，而如果使用陶瓷諧振器則選擇 40PF177。這個放大器與作為反饋原件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖 10。 定時器 0和定時器 1的標(biāo)志位 TF0 和 TF1 在定時器溢出那個機(jī)器 周期的 S5P2 狀態(tài)置位，而會在下一個機(jī)器周期才查詢到該中斷標(biāo)志。 IE 也有一個總禁止位 EA，它能控制所有中斷的允許或禁止。 178。時鐘輸出頻率取決于振蕩頻率和定時器 2 捕獲寄存器（ RCAP2H,RCAP2L）的重新裝載值，公式如下： 在時鐘輸出方式下，定時器 2 的翻轉(zhuǎn)不會產(chǎn)生中斷，這個特性與作為波特率發(fā)生器使用時相仿?？删幊虝r鐘輸出： 定 時器 2 可通過編程從 輸出一個占空比為 50％的時鐘信號，如圖 8所示。因?yàn)榇藭r每個狀態(tài)時間定時器都會加 1，對其讀寫將會得到一個不確定的數(shù)值。在波特率發(fā)生器工作凡是中， TH2 翻轉(zhuǎn)不能使 TF2 置位，故而不產(chǎn)生中斷。定時器 2作為波特率發(fā)生器時，與作為定時器的操作時不同的。如果定時 /計(jì)數(shù)器作為發(fā)送器或接收器，其發(fā)送和接收的波特率可以是不同的，定時器 1用于其設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 26 它功能 ，如圖 7所示。 T2EX 引腳為邏輯“ 0”時，定時器 2 向下計(jì)數(shù)，當(dāng) TH2 和 TL2中的數(shù)值等于 RCAP2H 和 RCAP2L 中的值時，計(jì)數(shù)溢出，置位 TF2,同時將 0FFFFH 數(shù)值重新裝入定時寄存器中。這個脈沖使 EXF2 置位，如果中斷允許，同樣產(chǎn)生中斷。自動重裝載（向上或向下計(jì)數(shù)器）方式： 當(dāng)定時器 2 工作于 16 位自動重裝載方式時，能對其編程為向上或向下計(jì)數(shù)方式，這個功能可通過特殊功能寄存器 T2CON（見表 5）的 DCEN 位（允許向下計(jì)數(shù)）來選擇的。如果 EXEN2=1，定時器 2 完成相同的操作，而當(dāng) T2EX 引腳外部輸入信號發(fā)生 1 至 0負(fù)跳變時，也出現(xiàn) TH2 和 TL2 中的值分別被捕獲到 RCAP2H 和 RCAP2L 中。 為確保采樣的正確性，要求輸入的電 平在變化前至少保持一個完整周期的時間，以保證輸入信號至少被采樣一次。定時器 2有三種工作方式：捕獲方式，自動重裝載（向上或向下計(jì)數(shù)）方式和波特率發(fā)生器方式，工作方式由T2CON 的控制位來選擇，參見表 4. 定時器 2 由兩個 8位寄存器 TH2 和 TL2 組成，在定時器工作 方式中，每個機(jī)器周期 TL2寄存器的值加 1，由于一個機(jī)器周期由 12個振蕩時鐘構(gòu)成，因此，計(jì)數(shù)速率為振蕩頻率的 1/12。定時器 0和定時器 1： AT89C52 的定時器 0 和定時器 1 的工作與 AT89C51 相同。如果指令是直接尋址方式則為訪設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 23 問特殊功能寄存器。中斷寄存器： AT89C52 有 6 個中斷源， 2個中斷優(yōu)先級， IE 寄存器控制各中斷位， IP寄存器中 6個中斷源的每一個可定為 2 個優(yōu)先級。 不應(yīng)將數(shù)據(jù)“ 1” 寫入未定義的單元，由于這些單元在將來的產(chǎn)品中可能賦予新的共功能，在這種情況下，復(fù)位后這些單元數(shù)值總是“ 0”。特殊功能寄存器： 設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 21 在 AT89C52 片內(nèi)存儲器中， 80H— FFH 共 128 個單元為特殊 功能寄存器（ SFE） ,SFR 的地址空間映象如表 2所示。 XTAL1： 振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。需注意的時：如果加密位 LBI 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。該位置位后只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 20 178。 P3 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（ MOVX R1）時， P2口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 P2 口： P2 口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。做輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引 設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 18 腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ I1L）。 在 Flash 編程時， P0 口接受指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時，要求外接上拉電阻。 GND： 地 178。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位?？删幊檀?UART 通道 178。 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 178。 1000 次擦寫周 期 178。 178。電路中設(shè)置了平衡電抗器來保證兩組三相 半波電路能同時導(dǎo)電，每相的觸發(fā)脈沖，從第一個正自然換相點(diǎn)開始計(jì)算起，分 別為 5 和 6。 前沿相差 180176。 （ 2）基本參數(shù)關(guān)系 ●當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時（即帶電感性負(fù)載或帶電阻負(fù)載 ａ≦ 60176。 時：電感性負(fù)載時的工作情況與電阻負(fù)載時不同， Ud時波形不會出現(xiàn)負(fù)的部分，而電感性負(fù)載時，由于電感 L 的作用， Ud波形會出 現(xiàn)負(fù)的部分；帶電感性負(fù)載時，三相橋 式全控整流電路的角 ａ 移相范圍為 90176。 時的波形 設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 13 圖 3— 7三相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載 ａ =30176。 1 三相橋式全控整流電路電感性負(fù)載時的工作情況： 當(dāng) ａ≦ 60176。 時， Ud 波形每 60176。 時，如 ａ =90176。 時 Ud 出現(xiàn)為零的點(diǎn)。 178。 ●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)通晶閘管的編號等仍符合表 33 的規(guī)律。 2 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 ａ =30176。所以每隔 60176。 ▼ Ud 一周期脈動 6 次，每次脈動的波形都一樣，所以三相全橋電路稱為 6脈波整流電路。 ● 共陰極組 VT VT VT5 的脈沖依次差 120176。 表 3— 3 三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載 ａ =0176。 178。對于共極組的 3個晶閘管，陰極所接交流電壓值最低（或者說負(fù)得最多）的導(dǎo)通。時的波形） 1）帶電阻負(fù)載時的工作情況 （ 1）ａ =0176。對于每相二次電源來說，每個工 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。 178。 178。 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)： 178。觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度； 178。 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刻由阻 斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。 （ 3）晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用。這種 SCR 又稱為光控晶閘管（ Light Triggered Thyristor— LTT）。 （ 4）溫度作用：溫度上升， V1， V2的漏電流加大，引起導(dǎo)通。） 178。如果繼續(xù)降低 I，則 SCR 同樣會關(guān)斷。 （ 3） SCR 一旦導(dǎo)通，門極 G將失去控制作用，即 無論 EG如何，一均保持導(dǎo)通狀態(tài)。 2． 1 三相橋式整流電路晶閘管的特征 178。其中的大型電動機(jī)的起動和調(diào)速都需要電力電子技術(shù)。能源危機(jī)后，各種新能源、可再生能源及新型發(fā)電方式越來越受到重視。由于電力電子照明電源體積小、發(fā)光效率高 、可節(jié)省大量能源，通常被稱為“節(jié)能燈”，正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈變頻空調(diào)器是家用電器中應(yīng)用電力電子技術(shù)的典型例子之一。通信設(shè)備中的程控交換機(jī)所用的直流電源以前用晶閘管整流電源，現(xiàn)在己改為采用全控型器件的高頻開關(guān)電源。電力系統(tǒng)在通向現(xiàn)代化的進(jìn)程中，電力電子技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一。以前的電梯大都采用直流調(diào)速系統(tǒng)，近年來交流變頻調(diào)速成為主流。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。幾百 W 到數(shù)千 KW的變頻調(diào)速裝置，軟起動裝置等；電化學(xué)工業(yè)大量使用直流電源，如電解鋁、電解食鹽水等。 新的控制技術(shù)的使用，以減小電力電子器件的開關(guān)損耗，如軟開關(guān)技術(shù)；通過諧振電路使得器件在零電壓（ ZVS）或零電流（ ZCS）的狀態(tài)下進(jìn)行開關(guān)。和旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組相對應(yīng)，靜止變流器的稱呼從水銀整流器開始并沿用至今。它廣泛用于電化學(xué)工業(yè)、電氣鐵道直流變電所以及軋鋼用直流電動機(jī)的傳動，甚至用于直流輸電。 178。 并將在很多的工業(yè)控制中得到很好的運(yùn)用。 本文主要介紹基于 MCS— 51 系列單片機(jī) AT89C52 芯片控制的三相橋式全控整流電路的主電路 和觸發(fā)電路的原理及控制電路，軟件部分由 C51 高級語言編程。近幾年越來越多電力電子應(yīng)用在國民工業(yè)中，一些技術(shù)先進(jìn)的國家，經(jīng)過電力電子技術(shù)處理的電能己達(dá)到總電能的一半以上。