基于单片机控制的三相全控桥触发系统设计
基于单片机控制的三相全控桥晶闸管触发器的设计1
嘭艺量ｔ４３２００７年第２８卷第８期基于单片机控制的三相全控桥晶闸管触发器的设计杨晓晴张一哲（河北建筑Ｘ－程学院电气系）摘要介绍了采用ＡＴ８９Ｃ２０５１单片机控制三相全控桥晶闸管触发器，并利用单片机从整流输出端取得电压信号，与给定电压构成控制偏差进行数字ＰＩＤ调节以实现电压负反馈闭环控制；设计中采用非中断同步方式，硬件电路简单、可靠性高、抗干扰能力强，是一种比较理想的晶闸管触发装置。
关键词单片机晶闸管数字ＰＩＤ调节电压负反馈闭环控制非中断同步方式１引言称度差、调试困难、抗干扰能力差等缺点。
利用单片机采用数字ＰＩＤ调节器组成电压负反馈闭环系统，由在工业领域使用的变流装置中，普遍是采用三相全控桥式晶闸管变流电路。
而晶闸管触发器以前是以晶体管等为主要元件的分立式元件所组成的电路，不仅制作工艺及电路调试复杂，且体积大，某些技术性能不好。
随着集成电路制作技术的提高，晶闸管触发电路的集成化已逐渐普及，并以其可靠性高、技术性能好、体积小、功耗低，调试方便等特点已逐渐取代分立式电路。
目前国内常用的有ＫＪ系列和ＫＣ系列。
但由这种集成电路组成的触发器仍需用几个集成块共同组成三相全控桥式电路中六个晶闸管的脉冲触发电路。
个别有采用单片大规模高性能晶闸管三相触发器集成电路，但在性能及体积上仍不理想。
而采用以单片机为核心控制的晶闸管脉冲触发器，则电路简单、操作方便、整个控制面板集成度高、面积比以往的控制电路缩减了许多。
本文讨论采三相全控桥晶闸管整流电路取出电压信号，采用带限幅的电压负反馈确保在电网电压波动时，整流输出电压的稳定。
并且摒弃了以往的中断同步方式，改为定时器计时同步方式，这样就从根本上消除了干扰信号的影响，通过软件编程实现控制功能，灵巧简单，抗干扰能力强，控制精度高，实时性好，对称度高，稳定性强。
２硬件电路采用ＡＴ８９Ｃ２０５１单片机组成的三相全控桥晶闸管触发电路主要由ＡＴ８９Ｃ２０５１单片机、ＴＬＣ０８３４八位串行控制模／数转换器，同步信号处理电路，过电流、过电压保护电路组成，如图ｌ所示。
基于HT46F49E单片机的三相全控桥式整流触发器设计与实现
基于HT46F49E单片机的三相全控桥式整流触发器设计与实现耿恒山;李钦;王少佐;高艳【摘要】利用HT46F49E单片机的模/数转换器将外部控制得到的模拟量转换成数字量，通过控制计数脉冲的个数控制晶闸管触发脉冲实现移相控制。
外部电路由同步信号电路模块、α角控制模块、脉冲输出模块、液晶显示模块、电源模块、复位电路模块、晶体振荡电路模块和过压过流保护模块八部分组成。
基于HT46R232单片机设计的三相全控桥式整流器具有很强的抗干扰能力。
其控制方案简单、元件使用较少，实现容易，应用广泛，并且有较高的实用和推广价值。
【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】5页(P97-100,103)【关键词】HT46R232;触发器;晶闸管;三相全控桥式整流器;设计【作者】耿恒山;李钦;王少佐;高艳【作者单位】河北工业大学计算机科学与软件学院，天津 300000;河北工业大学计算机科学与软件学院，天津 300000;河北工业大学计算机科学与软件学院，天津 300000;河北工业大学计算机科学与软件学院，天津 300000【正文语种】中文【中图分类】TP29电力电子变流技术在工业化国家中有着很广泛的应用，其中相控整流占有非常大比重。
大功率三相全控桥整流装置常被用作工业生产的可调直流电源，直流电压调节是依靠触发电路来控制，由于模拟电路中参数很难调整，并且易受网压波动及电磁干扰的影响，导使三相电负荷不平衡，在电网中引起较大的谐波电流。
可控整流装置功率越大，这种现象就越严重，甚至能够引起误触发，以至出现烧毁熔断器、跳闸等各种故障。
数字式触发电路通过模/数转换器将模拟量转换成数字量，控制计数脉冲的个数进行移相控制，因此其控制精度较高，并且各相脉冲间的对称性好，在大功率整流装置中更能体更能很好的体现其优越性[1]。
本设计采用HT46F49E 单片机实现三相全控桥式整流器触发器，通过控制晶闸管触发脉冲的移相控制角度从而来改变整流装置输出的直流电压大小[2]。
用集成触发电路触发的三相桥式全控整流电路设计
用集成触发电路触发的三相桥式全控整流电路设计摘要对于整流电路的研究，主要体现在触发电路的研究上。
本文在深入理解三相桥式整流电路工作原理的基础上，设计了一种新式的三相桥式整流电路的触发电路，更好的实现了整流的功能。
触发电路设计方面分析了KC04,KC41,KC42,3DK6,3DG27等集成电路构成的各功能模块的工作原理，其中着重分析了KC04实现宽、窄脉冲两种工作模式的原理及KC41和KC42之间的关系。
关键词：整流电路，触发电路，移相触发脉冲Using integrated circuit trigger trigger of three-phase full-bridgecontrolled rectifier circuit designABSTRACTFor the research of the rectifier circuit, mainly embodies in the research of trigger circuit. Based on in understanding the basis of the principle, the paper design a new-style trigger circuit of the three-phase bridge rectifier circuit, the better to achieve rectification function. Trigger circuit design of the KC04, KC41, KC42, 3DK6,3DG27 and other integrated circuits consisting of the working principle of each functional module, which analyzes the KC04 realization of wide, narrow pulse principle of two modes and KC41 and KC42 relationship.KEY WORDS:：Rectifier circuit，Trigger circuit，Change appearance trigger pulse目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1绪论 (1)2 主电路设计及原理 (2)2.1 总体框架图 (2)2.2 三相桥式全控整流电路的原理 (2)2.2.1 三相全控桥的工作特点 (4)2.2.2 阻感负载时的波形分析 (4)3 晶闸管 (6)3.1晶闸管的结构 (6)3.2晶闸管的工作原理 (6)4 触发电路设计 (9)4.1 集成触发电路 (9)4.2 KJ004的工作原理 (9)4.3 集成触发器电路图 (10)4.4 KC04移相触发器 (11)4.5同步电压为锯齿波的触发电路 (12)4.5.1同步环节 (13)4.5.2锯齿波形成及脉冲移相环节 (13)4.5.3脉冲形成、放大和输出环节 (14)4.5.4双脉冲形成环节 (14)4.5.5强触发及脉冲封锁环节 (15)4.5.6特点 (15)5 保护电路的设计 (16)5.1 晶闸管的保护电路 (16)5.2 交流侧保护电路 (17)5.3 直流侧阻容保护电路 (17)6 结论 (19)6.1国际技术和市场形势分析 (19)6.2中国集成电路产业继续突围发展的基本要领 (19)致谢 (21)参考文献 (22)附录总电路图 (23)附录2 三相桥式全控整流电路图 (24)附录3 三相桥式全控整流电路正弦波图 (25)附录3 三相桥式全控整流电路正弦波图 (26)1绪论整流电路技术在工业生产上应用极广。
单片机控制的三相全控桥触发系统设计PPT共22页
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
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35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
基于89S52单片机的三相桥式可控触发电路的设计
基于89S52单片机的三相桥式可控触发电路的设计
1 引言
晶闸管作为一种半控性功率半导体器件，其基本功能是对电压进行整流、调
压和斩波等进行控制，以满足实际需求。
目前，晶闸管整流器装置已在工农业生产中得到了广泛的应用，特别是在直流调速系统中。
触发电路是晶闸管电力变流技术的一种核心技术，触发电路应具有可靠性高，对称性好等要求。
以分立元件及专用集成电路为主的触发电路，其性能不尽如人意，其具有电路复杂、易受电网电压影响、触发脉冲对称度不好等缺点。
由单片机组成的控制，其触发电路具有性能良好、触发电路结构简单、控制灵活、温漂影响小、控制精度高、移相范围可任意调节等特点；因其移相触发角通过软件计算完成，由于软件的可编程性，使微机数字触发器的调速范围更加灵活，能满足更多方面的需要。
另外，本设计的原本目的就是利用单片机非对称触发三相整流桥，以产生谐波，然后用整理桥作为有源电力滤波器（APF）实验样机的非线性负载
使用。
本文以三相桥式全控整流电路为例，主要介绍采用ATMEL89S52 单片机控
制的三相桥式可控整流电路触发电路的设计方法，包括三相桥式全控整流电路、同步信号的检测、脉冲的形成与放大、键盘电路、显示电路以及软件实现等内容。
2 三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路如图1 所示。
电路图中有两组晶闸管，一组是共阴极（VT1、VT3 和VT5）,一组是共阳极（VT4、VT6 和VT2）.在任何时候
均需二个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，其中一个晶闸管是共阴极的，另一个是共阳极的，并且不能为同一相的晶闸管。
由于共阴极的晶闸管是。
基于单片机的三相电源相序控制设计
基于单片机的三相电源相序控制设计三相电源相序控制设计是一种基于单片机的电源控制技术，用于控制三相电压源的相序。
相序是指三相电压波形的相位差，确定了电流的流向和方向，对于三相设备的运行稳定性和正常工作非常重要。
在一些应用中，如电机驱动、制冷系统和能量转换装置等，需要确保相序正确，以保证设备的正常运行。
本文将介绍基于单片机的三相电源相序控制设计的原理、系统框架和具体实现。
一、原理相序控制设计的原理基于对三相电压波形进行采样和处理，根据不同波形特征判断相序是否正确，并通过单片机控制实现自动相序修正。
具体原理如下：1.采样：使用三个模拟输入通道分别采样三相电压波形，将采样值转换为数字信号。
2.处理：对数字信号进行波形处理，获取波形的相位差、幅值和频率等特征参数。
3.判断：基于特征参数，判断三相电压波形的相位差是否满足相序要求。
4.控制：根据判断结果，通过单片机控制，实现相序修正。
二、系统框架1.采样模块：由三个模拟输入通道和ADC转换器组成，负责对三相电压波形进行采样。
2.处理模块：由单片机控制，对采样得到的数字信号进行波形处理，提取特征参数。
3.判断模块：根据特征参数，判断三相电压波形的相位差是否满足相序要求，并输出判断结果。
4.控制模块：根据判断结果，控制继电器或电子开关等元件，实现相序修正。
三、具体实现1.选择合适的单片机控制器，具有足够的输入输出通道和计算处理能力。
2.连接三相电压源和单片机控制器，采用适当的线缆和接口电路。
3.编写单片机控制程序，实现采样、处理、判断和控制功能。
4.设计电源相序判断算法，根据不同的特征参数进行相序判断。
5.在单片机程序中加入相序修正的控制逻辑，实现自动修正相序。
6.调试系统，通过实验验证方案的正确性和可行性。
最后，可以根据实际需求，对相序控制系统进行优化和改进。
例如，可以加入故障检测和报警功能，提高系统的可靠性和安全性。
同时，还可以考虑通过通信接口与其他设备进行联动控制，实现更多的功能和应用。
单片机控制的可控硅三相全控桥整流触发电路
单片机控制的可控硅三相全控桥整流触发电路64单片机控制的可控硅三相全控桥整流触发电路■武汉大学彭家银李晓明■武汉电力设备厂苗宏志摘要关键词研究以ＭＣＳ－９６系列８０Ｃ１９６ＫＢ单片机为基础，结合外围器件来实现对可控硅三相全控桥的触发控制。
采用锁相环技术及过零触发的方法，实现触发脉冲与电源信号（线电压）的同步，提高了触发器的抗干扰能力，改善了三相触发脉冲的对称性。
由软件控制可产生不同顺序的６组触发脉冲。
单片机可控硅锁相环过零触发引言电力电子变流主要由电力电子器件、电力变流电路和控制电路组成。
电力电子变流技术在工业化国家中有着广泛的应用，大至兆瓦级高压直流输电，小至家用电器节能灯，无不渗透着这种技术。
在这些电力电子设备中，相控整流占有相当大的比重。
国产的这类设备大多仍停留在中小规模集成电路的水平，触发精度差、故障率高。
一些升级换代的计算机控制产品，靠计算机本身晶振构成的时钟决定触发角，由于机内时钟不可能与工频电源同步，故当工频电源频率有偏差时，必然要产生触发误差，虽然该项误差对触发精度影响不大，但其属于原理性误差，理应设法消除；而用模拟电子电路控制的可控硅触发电路，体积比较大，调试比较困难，排障也是很困难的。
采用单片机来控制可控硅的触发，是可控硅应用的发展趋势。
本文设计用MCS-96系列80C196KB 单片机结合外围器件来控制可控硅的触发。
同时，还将锁相环技术及过零触发的方法引入触发脉冲的生成中，提高了触发脉冲的稳定性以及对称性。
此外，还可采用软件编程得到触发角可调的触发脉冲。
１系统的组成及工作原理系统原理结构如图1所示。
主回路是典型的三相全控桥整流电路后接负载。
控制电路由80C196KB 单片机及其外围电路组成。
单片机的外部输入信号为与电源工频信号同步的V 3→HSI.0（来自电源的工频信号先经变压器变压、锁相环锁相后再次形成50 Hz 工频信号,然后送入基准点脉冲形成电路，进行过零比较、整形输出，送入HSI.0），输出的控制信号为HSO.0口在软件定时控制下产生与电源同步的可移相的脉冲信号。
三相全控晶闸管整流器数字触发系统设计
三相全控晶闸管整流器数字触发系统设计摘要三相全控桥式整流电路在生产生活中应用十分广泛，在本文中重点介绍了该电路的相关理论，同时采用单片机实现对电路触发器的控制。
首先，先用检测电路找到自然换向点。
其次，通过检测电路找到自然换向点后，发出的信号通知单片机开始运行既定的程序，按照一定的触发规律触发整流电路的晶闸管以控制触发电路运行。
最后，通过STC12C5A60S2单片机内置的A/D转换器及其程序对触发角进行调控。
最终结果表明通过单片机进行控制的触发方式具有高效、快捷、灵活等诸多特性，为三相全控桥式整流电路的应用提供了一种合适的方法。
关键词：晶闸管，三相全控桥式整流，自然换向点Design of Digital trigger system for three-phase fully controlledThyristor RectifierAbstractThree-phase fully controlled bridge rectifier circuit is widely used in industrial field. [1] on the basis of studying the theory of fully controlled rectifier circuit, 51 single chip microcomputer is used to control the rectifier circuit. First of all, the detection circuit is used to find the natural directional point. Secondly, after the natural reversal point is found by the detection circuit, the signal notifies the single chip microcomputer to start running the established program, and triggers the thyristor of the rectifier circuit according to a certain trigger law to control the operation of the trigger circuit. Finally, the trigger angle is controlled by the A / D converter and its program built in STC12C5A60S2 single chip microcomputer. The final results show that the trigger method has a series of characteristics, such as fast, convenient, intuitive, flexible and so on, which provides another simple choice and method for power electronics teaching and experiment.Key Words: thyristor , Three-phase fully controlled bridge rectifier, Natural commutation point第一章 绪论1.1 研究背景及其意义 在过去几十年里，电子设备的演化快速发展，促成了电能的进化和进步。
基于单片机的三相全控桥整流电路触发电路设计
第4期(总第131期)2005年8月机械工程与自动化M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G & AU TOM A T I ON N o 14A ug 1文章编号:167226413(2005)0420082202基于单片机的三相全控桥整流电路触发电路设计陈 洁1,2,李亮玉1(11天津工业大学,天津 300160;21德州学院,山东 德州 253015)摘要:介绍用8098单片机设计的一种三相全控桥式整流电路的触发电路,利用8098单片机内部A D 直接采样移相控制信号、8098的H S I 中断和H SO 中断来控制脉冲的产生,直接由并行口输出6个宽脉冲来控制6个晶闸管的导通与关断,从而控制整流电压的大小。
关键词:8098单片机;三相桥式整流电路;设计中图分类号:TN 34∶TN 79 文献标识码:A收稿日期:2004212226;修回日期:2005202225作者简介:陈洁(19732),女,山东德州人,讲师,在读硕士研究生,研究方向:电气自动化。
0 引言大功率三相全控桥整流装置常用作工业生产的可调直流电源,而直流电压的调节靠触发电路来控制,单片机通过控制晶闸管触发脉冲的移相控制角Α来改变整流装置输出的直流电压大小。
由于模拟电路中参数难以调整,且易受网压波动及电磁干扰的影响,致使三相电负荷不平衡,在电网中引起较大的谐波电流,可控整流装置功率越大,这种现象越严重,甚至引起误触发,以至出现烧毁熔断器、跳闸等故障。
采用数字式触发电路能有效地克服上述缺点,这是由于数字式触发电路是通过模 数转换器将模拟量转换成数字量,通过控制计数脉冲的个数来进行移相控制,因此其控制精度高,各相脉冲间的对称性好,在大功率整流装置中尤其能体现其优越性。
1 三相桥式全控整流电路图1为三相全控桥整流电路,在任何时候都必须有两个晶闸管导通,且这两个晶闸管一个是共阴极组的,一个是共阳极组的,只有它们同时导通,才能形成导电回路。
专业设计报告——单片机控制的三相桥式整流器数字触发器设计.
自动化专业课程设计单片机控制的三相桥式整流器数字触发器设计组员：詹俊 2006183713张锦 2006183714指导老师：邓文浪班级：兴湘学院06自动化目录绪论 (1)第一章硬件电路 (2)1.1.三相桥式电路原理及触发规律 (2)1.2.触发脉冲的特点 (2)1.3.基于C51单片机的触发脉冲产生电路 (2)第二章软件部分 (6)2.1.同步工作原理 (6)2.2.控制角和时间的关系 (6)2.3.程序的框图 (6)2.4.主要源程序及注释 (7)2.5.仿真结果图分析 (10)2.6.误差分析 (11)心得体会 (12)参考文献： (13)绪论电力电子变流技术在工业化领域有着广泛的应用。
家用电器节能灯、电子拖动、电炉控制系统中已采用相控整流技术。
晶闸管触发器以前是以晶体管等为主要元件的分立式元件所组成的电路，不仅制作工艺及电路调试复杂，且体积大，某些技术性能不好。
随着集成电路制作技术的提高，晶闸管触发电路的集成化已逐渐普及，并以其可靠性高、技术性能好、体积小、功耗低，调试方便等特点已逐渐取代分立式电路。
本设计采用单片机组成的三相全控桥晶闸管触发电路，它克服了模拟式触发电路和普通数字式触发电路硬件电路复杂、波形对称度差、调试困难、抗干扰能力差等缺点。
通过软件编程实现控制功能，灵巧简单，抗干扰能力强，控制精度高，实时性好，对称度高，稳定性强。
第一章 硬件电路1.1. 三相桥式电路原理及触发规律如图一所示，为三相桥式整流电路。
图1 三相桥式全控整流电路1.2. 触发脉冲的特点触发脉冲产生电路按VT1—VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序依次触发每个晶闸管，相位依次相差60°；共阴极组VT1--VT3--VT5的脉冲依次差120°共阳极组VT2—VT4—VT6的脉冲依次差120°；同一相的上下两个桥臂，即VT1--VT4 ，VT3--VT6，VT5—VT2的脉冲差180°。
基于单片机的三相步进电机控制系统设计
电气与电子工程学院单片机原理及应用课程设计报告课题名称专业班级学号学生姓名指导教师评分2016年06月20日至06月24日目录摘要 (3)1设计任务 (4)2方案 (6)2.1 设计思路与方案 (6)2.2总体设计框图 (6)3系统实现的原理说明 (7)3.1 步进电机控制工作原理 (7)3.1.1步进电机的工作原理 (7)3.1.2 步进电机的启停控制 (7)3.1.3 步进电机的转向控制 (9)3.2步数显示模块原理 (10)4硬件设计 (11)4.1系统总原理图 (11)4.2各部分硬件原理图设计 (11)4.2.1 单片机控制模块 (11)4.2.2按键选择工作状态模块 (12)4.2.3步进电机工作模块 (13)4.2.4工作状态显示模块 (14)4.2.5 4位数码管显示步数模块 (14)5软件设计 (15)5.1系统总体设计 (15)5.2步进电机工作模块 (17)5.2.1步进电机的工作方式说明 (17)5.2.2设计说明及流程图 (18)5.3数码管步数显示模块 (19)6仿真调试记录 (21)7心得体会 (22)参考文献 (22)附录：程序清单 (23)摘要本设计详细介绍了基于单片机的三相步进电机控制系统。
步进电机通过输入脉冲信号进行控制，即电机的总转动角度由输入脉冲总数决定，因此，单片机通过向步进电机发送控制信号就能实现对步进电机的控制。
单片机实现的步进电机控制系统具有成本低、使用灵活的特点，该系统采用80C51单片机作为主控芯片，来完成对步进电机转动及LED显示的控制。
本设计主要由单片机80C51，3相步进电机，7段数码管，及一些其他相关元件设计而成，分为按键选择工作状态模块、步进电机工作模块、LED二极管显示工作状态模块以及4位数码管显示步数模块。
可以通过开关来控制系统的启/停工作，当系统运转时，用开关来控制方向，并使相应的指示灯亮起，同样由开关来选择工作模式。
运转时，用4位7段数码管来输出步数。
基于ATMEL89S52单片机的三相晶闸管触发电路的设计
（ 中国矿业 大 学信 息与 电 气工程 学 院 ，江 苏 徐 州 ２ １０ ） ２ ０ ８
摘 要 ：本 文 提 出 了一 种 基 于 Ａ ＭＥ ８ Ｓ２单 片机 的 三 相 桥 式 可 控 触 发 电路 的 设 计 方 法 ，主 要 包括 三 相 桥 式 Ｔ Ｌ９５
可控 整流 电路、 同步信号 的检测 、脉 冲的形成与放 大 以及 软件 实现等 内容。这种 方法利 用 了电压传 感器来检 测
收 藕 日期 ：０ １ ｏ ０ ２ １ 一 ４— ８ 作者简介 ： 王殿 俊 （ ９７一）， ， 士研 究 生 ， 力 电 子 与 电 力 传 动 ．Ｅ—ｍａ ： ａｇｊ３ ＠ １６ ｃｒ １８ 男 硕 电 ｉ ｗ ｎｄ１５ ２ ．ｏ ｌ ｎ
４
机 电 元 件
等要 求 … 。以 分立 元 件 及 专用 集 成 电路 为 主 的触 发 电路 ，其 性能不 尽如 人意 ，其具 有 电路 复杂 、易 受 电网 电压 影响 、触发 脉冲 对称度 不好 等缺点 。由
ｏ ｎ ＡＴＭ ＥＬ８ ５ ＣＵ ９Ｓ ２ Ｍ
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（ ｃｏｌ ｆ ｎｏｍ ｔ ｎａ ｄＥｅｔｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｃ ｉａＵ ｉｅｓｙｏ ｎ ｇ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｓｈ ｏ ｏ ｆ ａｉ ｎ ｌ ｒ ａ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ， ｈｎ ｎｖｒｉ ｆ ｉ Ｉ ｒ ｏ ｃｉ ｉ ｔ Ｍｉ ｎ ｅｈ ｏｏ ， ｇ
第 ３期 ２１ ０ １年 ６月
机
电
元
件
Ｖ０ ＿ ｌ３１ Ｎｎ ３
ＥＬＥＣＴＲｏＭ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ Ｃ０Ｍ Ｐ０ＮＥＮＴＳ
Ｊ ．０ｌ ｕｎ ２ １
单片机控制三相桥式整流电路设计
目录1.课程设计目的 (1)2.课程设计题目和要求 (1)3.以单片机控制的三相桥式整流电路的设计 (1)3.1三相桥式全控整流电路 (2)3.1.1三相桥式全控整流电路的结构工作原理分析 (2)3.1.2数量计算 (6)3.2触发电路 (7)3.3过零检测电路及整流稳压电源 (9)3.1.1稳压电源部分 (9)3.3.2过零检测部分 (10)3.4单片机控制电路 (11)3.4.1显示部分 (11)3.4.2键盘部分 (14)4.设计总结 (18)参考书目 (18)1.课程设计目的1、巩固和加深课堂所学知识。
2、学习掌握一般的软硬件的设计方法和查阅、运用资料的能力。
3、了解单片机应用系统设计方法。
4、掌握LED显示器的原理与静态显示和动态显示的特点。
5、掌握独立式键盘的原理与应用。
6、了解串行口的并行口的结构和工作原理7、掌握三相桥式整流的工作原理。
2.课程设计题目和要求题目：以单片机控制的三相桥式整流电路的设计要求如下：1、显示采用4位动态显示，段选信号通过74LS164来控制，位选信号通过P1口控制。
2、键盘独立式按键，采用74LS165为键盘接口。
3、控制电路采用脉冲变压器结构。
4、要求有过零检测电路。
3.以单片机控制的三相桥式整流电路的设计目前在各种整流电路中，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路。
三相全控桥整流装置常用作可调直流电源，而直流电压的调节靠触发电路来控制, 单片机通过控制晶闸管触发脉冲的移相控制角来改变整流装置输出的直流电压大小。
下图为一用单片机控制的整流电路的原理图。
8031显示键盘过零检测输出控制主电路图3－1 单片机控制电路原理图3.1三相桥式全控整流电路3.1.1三相桥式全控整流电路的结构工作原理分析图3－2为三相桥式全控整流电路VT VT VT VT VT VT 123456图3－2 三相桥式全控整流电路三相全控桥式整流电路由一组共阴极接法的三个晶闸管和一组共阳极接法的三个晶闸管串联而成。
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目录摘要 (Ⅰ)关键词 (Ⅰ)Abstract (Ⅰ)Key words (Ⅱ)1 前言 (1)2 芯片介绍 (2)2.1 AT89C52 的主要功能特性 (2)2.2 AT89C52 的引脚参数 (3)3 晶闸管介绍 (4)3.1 晶闸管的基本结构及工作原理 (4)3.2 晶闸管的触发 (6)3.2.1 晶闸管触发信号的种类 (7)3.2.2 晶闸管对门级触发电路的要求 (8)4 基于51系列单片机控制的数字触发电路 (9)4.1 系统硬件结构 (9)4.2 同步电路 (10)4.3 触发电路 (11)5 三相桥式全控整流电路 (12)5.1 对称三相电源 (12)5.2 桥式全控整流电路 (12)6 程序设计 (13)结论 (15)参考文献 (15)致谢 (17)附录 (19)基于单片机控制的三相全控桥触发系统设计摘要近年来，随着科技的飞速发展，电子技术已经深入到人们生产生活的各个领域，人们对电力电子技术方面的研究也日趋成熟。
本文就是介绍用MCS-51系列单片机控制的一种三相全控桥式整流电路的主电路和触发电路的原理以及控制电路，利用单片机的的中断来控制脉冲，保证在一个周期内发出六个脉冲分别来控制六个晶闸管的导通。
具体的运行过程是由工频三相电压经变压器后在芯片控制下在不同的时刻发出不同的脉冲信号去控制相应的可控硅整流为直流电给负载供电。
其主要优点就是输出波形稳定、可靠性高、抗干扰强等。
其触发电路不仅结构简单，而且控制灵活，温度影响也小，控制的精度也可通过软件来补偿。
关键词MCS-51系列单片机；晶闸管；同步信号；整流Microcomputer Control of Three Phase Bridge Trigger SystemAbstractIn recent years, with the rapid development of science and technology, electronic technology to have in-depth people production all spheres of life, people of power electronic technology research has become more and more mature.This paper is to introduce 51 series with MCS - a single-chip microcomputer control 3-phases full controlled rectifier circuit of the main circuit and trigger circuit principle and control circuit, the interrupt the microcontroller control pulse, guarantees in a cycle respectively issued six pulse control six thyristor conduction.Specific operation process is by by industrial frequency three-phase voltage transformer in chip after under control at different moments of different pulse signal sent to controlsilicon-controlled rectifier for dc corresponding to load power supply.Its main advantage is the output waveform stability, high reliability and anti-interference strong, etc. Its simple structure not only trigger circuit, and control flexible, temperature affects the accuracy of smaller, control is by software to compensation.Key wordsMCS-51 Series Microcontroller；SCR；Rectifier；Sync signal1 前言整流电路技术在工业上的应用极其广泛。
如电镀装臵、电解装臵、直流焊机、充电装臵等。
而大多数整流电路是由变压器，整流主电路和滤波电路组成。
自20世纪70年代以来，整流电路的主电路就多由硅整流二极管和晶闸管组成。
滤波电路主要用于滤除直流电压中的交流成分。
而变压器的作用就是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配已经电隔离。
整流电路的种类有很多，如半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。
本设计所采用的就是三相桥式全控整流电路。
三相桥式全控整流电路是相控电路的一种。
在我国，龚氐桥全可控整流电路的发明是相控整流电路理论研究的重大历史性突破，它突破了百年经典相控整流最大输出电流和最高功率因数只能在最高输出电压点上的传统，打破了百年相控整电路在调低输出电压时，输出直流电流一定要下降的规律，并且创造出在调低输出电压时，最大输出直流电流不但不会减少反而可以增加的引世界注目的奇迹，其最大输出电流可以达到桥式相控电路的两倍，最大直流输出功率达到桥式四倍等优越性能，解决了有史以来相控整流电路在调低输出电压时，半波、全波、桥式这三类电路都存在着：功率因数低、谐波大、效率低、损耗大、输出电流小等多个百年来难以解决的世界性难题。
相比经典桥式相控电路，只要在其中增加一个整流或可控整流器件和改变触发信号相位就解决了这些百年未能解决的世界性难题。
如此简单改变就可吸取全波电路内阻低和输出电流大的优点，也吸取桥式电路器件耐压低和变压次级绕组利用率高的优点，它又能包含有半波、全波、和桥式三类了经典电路在内，能输出半波、全坡、桥式、全波和桥式两者相结合的输出电压, 一举成为性能最好、电路数量最多，最高形式的第四类经典相控整流电路——龚氐桥全电路，使可控整流电路面目一新，继承、补充、完善和发展了经典可控整流电路理论，奠定了现代复式相控技术理论基础。
为中华民族在世界电工教学用书和工具书中首次占有一席之地而做出历史性贡献。
本设计是基于AT89C52单片机的三相整流触发控制系统，是使用电子器件对电能进行控制和变换的技术，目前这项技术广泛应用于电力领域，其前景十分广阔。
2 芯片介绍AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes 的可反复擦写的FLASH只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内臵通用8位中央处理器和Flash 存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
2.1 AT89C52的主要功能特性1、兼容MCS51指令系统；2、8k可反复擦写(大于1000次）Flash ROM；3、32个双向I/O口；4、256x8bit内部RAM；5、3个16位可编程定时/计数器中断；6、时钟频率0-24MHz7、2个串行中断，可编程UART串行通道；8、2个外部中断源，共8个中断源；9、2个读写中断口线，3级加密位；10、低功耗空闲和掉电模式，软件设臵睡眠和唤醒功能；11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式，以适应不同产品的需求。
2.2 AT89C52的引脚AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2 个读写口线。
AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。
其引脚图如图2.1。
图2.1 AT89C52引脚图3 晶闸管介绍晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；1957年美国通用电器公司开发出世界上第一款晶闸管产品，并于1958年将其商业化；晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极; 晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
3.1 晶闸管的基本结构及工作原理晶闸管是四层三端器件，它有J1、J2、J3三个PN结（图3.1），可以把它中间的NP分成两部分，构成一个PNP型三极管和一个NPN 型三极管的复合管。
J1J2J3图3.1 晶闸管基本结构图晶闸管在工作过程中，它的阳极A和阴极K与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装臵连接，组成晶闸管的控制电路，如图3.2。
晶闸管的工作条件：（1)晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。
图3.2 晶闸管工作电路图(2)晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。
（3）晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用（4）晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断综上所述，可得出以下结论：（1）晶闸管与硅整流二极管相似，都具有反向阻断能力，但晶闸管还具有正向阻断能力，即晶闸管正向导通必须具有一定的条件：阳极加正向电压，同时控制级也加正向触发电压。
（2）晶闸管一旦导通，控制级即失去控制作用。
要使晶闸管重新关断，必须做到以下两点：一是将阳极电流减小到小于维持电流I H；二是将阳极电压减小到零或使之反向。
3.2 晶闸管的触发当晶闸管加上正向阳极电压后，门级加上适当的门级电压，使晶闸管导通的过程称为触发。
晶闸管触发电路应满足下列要求：（1）触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通门极电流应大于擎住电流；（2）触发脉冲应有足够的幅度；（3）不超过门极电压、电流和功率，且在可靠触发区域之内；（4）应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。
3.2.1 晶闸管触发信号的种类晶闸管由关断到开通，必须具备两个外部条件：第一是承受足够的正向电压；第二是门极与阴极之间加一适当反向电压、电流信号(触发信号)。
门极触发信号有直流信号、交流信号和脉冲信号三种基本形式。