基于單片機(jī)和cpld的單相半控整流調(diào)壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-08-23 05:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 制脈沖發(fā)生電路在收到鑒相信號后，根據(jù)輸入觸發(fā)角數(shù)值進(jìn)行延遲一定時(shí)間后發(fā)出觸發(fā)控制脈沖，并在本半周結(jié)束前回到低電平。（CPLD）時(shí)鐘源，經(jīng)128分頻后，作為256延時(shí)計(jì)數(shù)器時(shí)鐘。50Hz工頻交流電半個(gè)周期約為10ms，256延時(shí)計(jì)數(shù)器延時(shí)時(shí)間為： （21）觸發(fā)脈沖可在半個(gè)周期內(nèi)自動(dòng)回低電平。設(shè)8位二進(jìn)制數(shù)觸發(fā)角數(shù)值為N，256延時(shí)計(jì)數(shù)值小于該值時(shí)發(fā)低電平，大于等于該值時(shí)發(fā)高電平，使觸發(fā)脈沖延遲時(shí)間與觸發(fā)角數(shù)值成正比。時(shí)鐘電路即產(chǎn)生象時(shí)鐘一樣準(zhǔn)確的振蕩電路，任何工作都按時(shí)間順序。用于產(chǎn)生這個(gè)時(shí)間的電路就是時(shí)鐘電路。時(shí)鐘電路一般由晶體震蕩器、晶震控制芯片和電容組成。復(fù)雜可編程邏輯器件程序設(shè)計(jì)中采用圖形法和VHDL語言編程法相結(jié)合對復(fù)雜可編程邏輯器件進(jìn)行編程。觸發(fā)控制CPLD總符號圖如圖25所示，外引腳圖如圖26所示。當(dāng)觸發(fā)角數(shù)值分別為00H和80H時(shí)，其對應(yīng)的仿真時(shí)序圖如圖228所示。圖25觸發(fā)控制CPLD總符號圖圖26 觸發(fā)控制CPLD外引腳圖圖27 觸發(fā)角為00H時(shí)的仿真時(shí)序圖圖28 觸發(fā)角為80H時(shí)的仿真時(shí)序圖控制器1：正半周脈沖控制器contro_1邏輯符號圖如圖2 9所示。左邊的D觸發(fā)器的作用是“置1”，右邊的D觸發(fā)器的作用是“清零”。，第二個(gè)觸發(fā)器會(huì)“清零”，再立刻撤銷，再“置1”。當(dāng)計(jì)數(shù)到255時(shí)，會(huì)來個(gè)Tc，以此循環(huán)。圖29 contro_1邏輯符號圖控制器2：負(fù)半周脈沖控制器contro_2邏輯符號圖如圖210所示。圖210 contro_2邏輯符號圖 電源電路 電源電路如圖211所示。圖211 電源電路，再經(jīng)過整流橋，使交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，C11和C12起到濾波的作用，經(jīng)由7805和7905兩個(gè)穩(wěn)壓塊，得到+5V和5V的電壓提供給主電路，CPLD和單片機(jī)系統(tǒng)。電子技術(shù)課程中所介紹的直流穩(wěn)壓電源一般是線性穩(wěn)壓電源, 它的特點(diǎn)是起電壓調(diào)整功能的器件始終工作在線性放大區(qū)，由50Hz工頻變壓器、整流器、濾波器和串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓器組成。此電源的基本工作原理為：工頻交流電源經(jīng)過變壓器降壓、 整流、濾波后成為一穩(wěn)定的直流電。圖中其余部分是起電壓調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用的控制部分。電源接上負(fù)載后，通過采樣電路獲得輸出電壓，將此輸出電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。如果輸出電壓小于基準(zhǔn)電壓，則將誤差值經(jīng)過放大電路放大后送入調(diào)節(jié)器的輸入端，通過調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)使輸出電壓增加，直到與基準(zhǔn)值相等；如果輸出電壓大于基準(zhǔn)電壓，那么則通過調(diào)節(jié)器使輸出減小。這種穩(wěn)壓電源具有優(yōu)良的紋波及動(dòng)態(tài)響應(yīng)的特性。本設(shè)計(jì)采用固定集成輸出集成穩(wěn)壓電路，它主要由變壓器（雙9V，5W）、集成整流橋、集成穩(wěn)壓器LM7805（+5V）和LM7905(5V)構(gòu)成。 單相半控整流電路主電路單相半控整流電路主電路如圖212所示。圖212 單相半控整流電路主電路此主電路變壓器為鑒相變壓器，起到電源的作用。，經(jīng)過整流橋，電容兩端的電壓在9V左右，此兩個(gè)電容起到濾波分壓的作用。經(jīng)由一個(gè)反相器，傳到光電耦合器中。若信號在負(fù)半軸，則6腳為高電平，發(fā)光二極管發(fā)光，三極管低電平，產(chǎn)生正脈沖，鑒相低電平傳送到單片機(jī)；若信號在正半軸，則6教為低電平，發(fā)光二極管不發(fā)光，三極管高電平，產(chǎn)生負(fù)脈沖，鑒相高電平傳送到單片機(jī)。兩個(gè)并列的光電耦合器受CPLD控制，其作用都是起到光電隔離的作用。本電路部分主要是采用電力電子中大功率管，VV2使用的是晶閘管，DD2使用的是電力二極管，晶閘管V1和電力二極管D2組成一對橋臂,V2和D1組成了另一對橋臂。當(dāng)電源正半周時(shí)，若V1沒有給觸發(fā)角時(shí)，四個(gè)管都沒有見導(dǎo)通，也就是電路處于關(guān)斷狀態(tài)，當(dāng)在正半周時(shí)同時(shí)Vk2有觸發(fā)信號，V1和D2管處于導(dǎo)通狀態(tài)，在同一時(shí)刻得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通，正半周就會(huì)有電流流過。在負(fù)半周承受電壓時(shí)，在
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