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51LPC系列單片機用于控制交流電機

作者: 時間:2012-03-07 來源:網(wǎng)絡 收藏

1 概述
PHILIPS 目前已包括P87LPC760/1/2/4/7/8/9共七個型號。提供高速和低速的晶振和RC振蕩方式,可編程選擇;具有較寬的操作電壓范圍2.7~6.0V,可編程I/O口線輸出模式選擇,可選擇施密特觸發(fā)輸入,LED驅動輸出;有內部看門狗定時器及提供掉電檢測模擬功能,最大限度地減少了外部元件的使用。這些特性和改進的C51結構結合在一起,使得在設計高集成度、低成本和低功耗電路時具有更多的選擇。該主要對系統(tǒng)成本有嚴格要求,且系統(tǒng)具有高抗干擾性能的低功耗應用領域,已廣泛電子陽性能表、IC卡水表、電子稱、消毒碗柜、LED顯示屏、煤氣表等工業(yè)領域。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/171940.htm

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本文介紹在市電情況下使用LPC器P87LCP761與三象限雙向晶閘管(Triac)控制感性負載的方法。使用一種全新的電流過零檢測方法,不必在負載電流線路中加入旁路電阻,利用單相關波整提供控制電路的電源。LPC的高抗干擾性能使得只用極少外部零件即能完成此系統(tǒng)。此解決方案可通過P87LPC761系列的片內RC振蕩器和比較來實現(xiàn),或者其它帶有片內PWM、ADC和DAC等功能的LPC系列芯片。該系統(tǒng)可(AC/DC)閥門、泵燈等的控制,廣泛用于照明、HVAC、電源工具、儀表及工業(yè)控制等領域。表1是P87LPC761的引腳功能。

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2 原理

2.1 負載電壓的過零控制——單輸入檢測

方框圖1和2為該應用的總體框圖。電路直接通過市電進行供電,相位控制時序取決于市電電壓過零檢測(Voltage Zero Crossing)(見圖1)或負載電流過零檢測(Current ZeroCrossing)(見圖2)。采用哪種檢測方式取決于實際應用的情況。控制模塊計算機發(fā)時刻,LPC可直接吸收多個Triac的門電流。為了降低EMI,保證安全操作并控制相位,有必要在電流過零或一個特定的相位角時觸發(fā)Triac。對于阻性負載,電流和電壓過零是一致的;對于感性負載,電流滯后于電壓。負載的狀態(tài)決定了Triac是根據(jù)電壓過零還是電流過零進行可控硅的觸發(fā)。

檢測電壓過零最簡單的方法就是測量市電電壓極性的變化。LPC的+5V端連接到電源線(或中性點),而中性點(或電源線)通過限流電阻連接到任意一個I/O 口。I/O口的電壓被內部鉗位二極管鉗制0V和+5V之間,如圖3所示。微控制器可讀入輸入口的輸入狀態(tài),并且當狀態(tài)從1變?yōu)?或從0變?yōu)?時,檢測到過電壓的過零點。電平跳變點取決于I/O口的模式(TTL或施密特觸發(fā)),過零點到檢測點的延遲時間取決于電源電壓的變化率(例如230V或110V系統(tǒng)),這些都必須納入考慮范圍。該電路的優(yōu)點是簡單和成本低,因為僅需要一個額外的電阻(要求高耐壓值)并可使用LPC的任何一個I/O口。

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2.2 電流過零檢測——電流過零窗口比較器

電流過零(CZC)是Triac的換流點。在非線性負載時,由于電流過零點和電壓過零(VZC)點不一致,CZC檢測尤其重要;但是,監(jiān)控CZC并不像監(jiān)控 VZC那么容易,因為,通常檢測方式需要在負載上串聯(lián)一個電阻,這就分離了負載電路且浪費了電能。通常方法是通過放大和電平變換,然后和微控制器相連,這至少需要一個額外的運算放大器及其相關元件。LPC檢測電流過零采用了一種全新的方法:監(jiān)控Triac門極(VG)到陽極(T1)的電壓。VG-T1給出了Triac即將換流的一個信號,因為VG-T1在CZC時過零,根據(jù)負載電流和Triac的特性,VG-T1可低至0.1V或大于1.2V。如圖4所示電路,使用窗口比較器監(jiān)控該電壓即能完成CZC功能。圖4窗口比較器用于門電壓和電流過零檢測器,VG-T1相對于線電壓可正可負,取決于負載電流的方向。也就是說VG-T1相對于VCC+5V而言可正可負。因此在LPC可監(jiān)控之前,必須通過R4和R5分壓,以使其低于VCC并處于比較器的操作電壓范圍,R1、R2和R3將電壓限制在過零點附近。


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