一種三相可控硅半控橋數(shù)字觸發(fā)器的設(shè)計

設(shè)2 T 、1 T 分別為本次同步脈沖出現(xiàn)的時刻和上次脈沖出現(xiàn)的時刻。當(dāng)1 T > 1 T時，則：

在每一相的自然換相點(diǎn)出現(xiàn)時刻起動軟件定時器(其整定時刻為α t )，軟件定時器到時時刻即為該相發(fā)出觸發(fā)脈沖(控制角為α )的時刻。

三相橋式半控整流電路帶大電感負(fù)載時的移相范圍為0~180°。當(dāng)控制角α 大于120°時，相鄰兩個可控硅觸發(fā)電路可能同時工作，所以在模擬式觸發(fā)電路中每個可控硅必須有自己的觸發(fā)電路。由于一個單片機(jī)只能組成一個數(shù)字觸發(fā)電路，為了使三相電路能共用一個觸發(fā)電路，我們必須將控制角α 限制在120°以內(nèi)。這可以通過改變觸發(fā)順序的辦法來實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)α 120°時，在0~120°時觸發(fā)A相可控硅VT1;在120°~240°時觸發(fā)B相可控硅VT2;在240°~360°時觸發(fā)C相可控硅V T 3 .當(dāng)α > 1 2 0 ° 時， 按理應(yīng)在120°~240°時VT1,以后每隔120°觸發(fā)VT2、VT3,但也可以0~120°時以α ′ =α-120°觸發(fā)VT3,過120°以后以α ′ 觸發(fā)V T 1.顯然兩者是等效的，但這樣處理后，控制角可以限制在120°以內(nèi)，就可以共用一個觸發(fā)器了。

四、軟件設(shè)計

數(shù)字觸發(fā)器的程序由主程序、同步電路中斷處理子程序、軟件定時中斷處理子程序、鍵盤與顯示處理子程序等四個模塊組成。為了提高指令運(yùn)行速度，本電路所有程序采用匯編語言編寫，而且采用了模塊化結(jié)構(gòu)，為程序的編寫和修改提供了方便。本文簡要介紹前三個模快。

1.主程序主要完成80C196單片機(jī)的堆棧指針設(shè)計、清工作單元、設(shè)置初始值、開放中斷、鍵盤掃描等的初始化工作，框圖如圖4所示。

2.同步電壓中斷子程序。當(dāng)同步電壓由正半波到負(fù)半波過零時刻產(chǎn)生一個尖脈沖，加到單片機(jī)的EXTINT端引發(fā)外部中斷。

在中斷服務(wù)子程序中完成置角度初值，測量及計算電源電壓周期，設(shè)置第一個時間間隔，啟動軟件定時器0和定時器1.軟件定時器0中斷處理子程序。控制角α 用一個軟件定時器產(chǎn)生定時時刻來獲得。當(dāng)同步脈沖出現(xiàn)后，此即為A相的自然換相點(diǎn)(即A相α =0的時刻)，此時將與控制角對應(yīng)的時刻置入軟件定時器0.當(dāng)軟件定時器到時后，一方面發(fā)出A相的觸發(fā)脈沖，另一方面又將T/3時刻置入軟件定時器0;當(dāng)軟件定時器到時，一方面發(fā)出B相的觸發(fā)脈沖，另一方面又將T/3時刻置入軟件定時器0;當(dāng)軟件定時器到時，發(fā)出C相的觸發(fā)脈沖，此時不可再將T/3時刻置入軟件定時器0.很明顯，當(dāng)給定電壓固定時，A、B、C三相的觸發(fā)脈沖一定是相差T/3的，所以在A相的同步脈沖出現(xiàn)后，將α t 置入軟件定時器0,軟件定時器0到時時刻所就是所需的A相脈沖的控制角α .在子程序中完成給定電壓與反饋電壓的采樣，控制角α 計算，標(biāo)度變換以及將控制角度數(shù)值送到顯示緩沖區(qū)等工作。程序框圖略。圖5是同步中斷子程序框圖。

采用16位單片機(jī)80C196KC系統(tǒng)，器件減少、結(jié)構(gòu)緊湊，整個觸發(fā)器電路大為簡化，并且，由于單片機(jī)運(yùn)算速度快，采樣與顯示可以在兩次同步信號之間完成而且每次同步信號都被采樣，因而中斷程序可以按照最新的采樣數(shù)據(jù)調(diào)整觸發(fā)脈沖的移相角。實(shí)驗(yàn)表明，該觸發(fā)器的動態(tài)特性好、控制精度高。