毕业设计（论文）微机控制多路晶闸管触发控制系统.doc

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1、南 昌 工 程 学 院 毕 业 设 计（论 文）电气电子系 系 工业电气自动化 专业毕业设计题目 微机控制多路晶闸管触发控制系统 学 生 姓 名 彦 学 号 指 导 教 师 完 成 日 期 2006 年 6 月 15 日目录一 毕业设计任务书2二 中 文 摘 要3三 英 文 摘 要4四 前 言5五 正 文7第一章:晶闸管71.1晶闸管的介绍71.2.晶闸管的工作原理与特性71.3.晶闸管元件-晶闸管元件的结构101.4.晶闸管元件晶闸管整流电路111.5.晶闸管对触发电路的要求151.6.同步信号输入和触发脉冲输出171.7.中断安排18第二章 单片机192.1 单片机定时计数器功能及结构简介

2、192.2单片机的中断系统202.3单片机的串行通信接口222.4 定时器 /计数器的结构242.5定时/计数器的四种工作方式25第三章 计算机控制系统的设计273.1系统设计的基本要求273.2设计控制系统的步骤273.3串行通信的波特率283.4并行I/O接口的扩展293.5光电隔离技术30第四章 主程序32六 结 束 语38参 考 文 献39一 毕业设计任务书毕业设计（论文）题目：微机控制多路晶闸管触发控制系统毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求：设计由上位机通过异步通讯方式控制的晶闸管触发电路板卡（与工控机PCI接口兼容）及相应控制软件。板卡输出20路触发脉冲信号，多路

3、触发脉冲信号的控制相互独立。 技术要求：1触发电路板卡核心是单片机，多路触发脉冲信号的实现由单片机程序完成，单片机与上位机通讯。2同步信号采用INT0沿触发方式，在50Hz同步信号正半周的起始零点触发。3串口采用方式和上位机进行全双工的异步通讯，串口中断优先级最高，响应期间屏蔽外部中断和定时中断。4通道开通时发送数据，单片机程序根据某个通道所发数据的大小，确定触发脉冲信号的输出响应。5晶闸管触发脉冲宽20度（1111微秒）6V6串口直接接工控机串行接口com1或com2上，要求与上位机软件所用的串口一致。7输入输出接口采用DB25插头。 毕业设计（论文）工作内容及完成时间：1 详细的任务分析，

4、收集资料，论证方案，撰写开题报告（4.24-4.30）；2 确定方案，绘制电路原理图（5.1-5.14）；3 系统硬件实现，软件编写及调试（5.15-6.4）；4 撰写毕业论文，准备答辩（6.5-6.18）； 主要参考资料: 1.电力电子技术 第4版, 王兆安 黄俊 著,机械工业出版社,2002年2. 电力电子应用技术 第3版, 莫正康 著, 机械工业出版社,2005年3. 微型计算机控制技术 潘新民 王燕芳 著, 人民邮电出版社,1999年4. MCS-51/96 系列单片微型计算机及其应用, 薛钧义 张彦斌 著,西安交通大学出版社,2002年5.MCS-51 Family of singl

5、e chip Micre computers Users Manual,July 2001 电气与电子工程 系 03工业电气自动化 专业类 1 班学 生: 李 明 彦日 期: 自 2 0 0 6 年 4 月 2 4 日 至 2 0 0 6 年 6 月 1 8 日指 导 老 师: 谢嘉二 中 文 摘 要在电力拖动系统、电炉控制系统中现已大量采用可控硅（晶闸管）元件作为可调电源向电动机或电炉供电，这种由晶闸管组成的控制系统，主要是利用改变可控硅的控制角来调节供电电压。在常规控制中，主要是用电子控制装置对可控硅实现触发，这种方法由于受到电子元器件的限制，其分辨率不高，有时还会出现误触发. 单片机是智

6、能仪器仪表,机电一体化,实时过程控制的控制核心,在大多数应用中,对半导体器件晶闸管触发导通的控制技术已是单片机应用中的一项关键技术.本次设计是用AT89C52单片机作为控制核心,多路触发脉冲信号的实现由单片机程序完成, 单片机与上位机通讯.由上位机通过异步通讯方式控制的晶闸管触发电路板卡及相应控制软件. 同步信号采用INT0沿触发方式,在50HZ同步信号正半周的起始零点触发,并详细介绍各电路的原理和功能.板卡输出20路触发脉冲信号,多路触发脉冲信号的控制相互独立,设计中用到了多片74系列的门电路作为逻辑和驱动器件;用了多片光电耦合器件作为输入通道的隔离器件.38译码器用了1片74HC138作为

7、输出片选;用了X25045作为系统复位以提高了抗干拢性能.另外采用DB25作为输入输出接口.本系统的主要功能:1.串行通信2.与外主电路同步3.产生20路可以单独控制相位的触发脉冲信号4.晶闸管触发脉冲宽20度(可调)5.系统自动复位保护和定时,中断.关键词:单片机 晶闸管 工控机 智能仪器 功率接口三 英 文 摘 要: Abstract: In the electric power dragging system, in the electric stove control system already were massive uses the silicon-controlled rec

8、tifier (thyristor) the part to take the adjustable power source to the electric motor or the electric stove power supply, this kind the control system which was composed by the thyristor, mainly was the use changes the silicon-controlled rectifier the control angle theta to adjust the power line vol

9、tage. In the conventional control, mainly is with the electronic control to silicon-controlled rectifier realization triggering, because this method receives the electronic primary device the limit, its resolution is not high, sometimes also can appear triggers by mistake. The monolithic integrated

10、circuit is the intelligent instrument measuring appliance,Integration of machinery,Real-time process control control core,In majority applications,To the semiconductor device - thyristor triggering breakover control technology already was in a monolithic integrated circuit application key technologi

11、es.This design is controls the core with at89C52 monolithic integrated circuit achievement,The multi-channel trigger pulse signal realization completes by the monolithic integrated circuit procedure, Monolithic integrated circuit and on position machine communication.And controls the software corres

12、pondingly by on position machine through the asynchronous communication way control thyristor triggering electric circuit board card. The synchronized signal uses INT0 along the triggering way,In 50HZ synchronized signal half period outset zero triggering, And introduces various electric circuits in

13、 detail the principle and the function.The board card outputs 20 group trigger pulse signal,The multi-channel trigger pulse signal control is mutually independent,In the design used the multi-piece 74 series gates and actuates the component as logic;Has input the channel with the multi-piece photoel

14、ectricity coupled apparatus achievement the isolation component .38 decoders to use 1 piece of 74HC138 to select patches or strips of land as worth saving for seed as the output;Enhanced the anti-jamming performance with X25045 as the system replacement.Moreover uses DB25 to take the input output co

15、nnection.This system main function: 1.Serial communication 2.With outside main circuit synchronization 3.Produces 20 groups to be possible the independent control phase trigger pulse signal 4.The thyristor trigger pulse extends 20 degrees (adjustable) 5.System automatic reset protection and fixed ti

16、me,Interrupt.Key word:Monolithic integrated circuit Thyristor The labor controls machine Intelligent instrument Power connection 四 前 言在飞速发展的现代科技领域中，“电力电子技术”作为弱电与强电的桥梁，正在与“微电子技术”和“自动控制技术”以及“单片机应用技术”相辅相成快速发展，该技术从器件到相关设备日新月异。“电力电子技术”与“单片机应用技术”结合在电动机调速、电气控制、交直流供电电源、发输配电、照明控制乃至社会日常生活诸多方面的应用不断延伸。学习和从事此项技术

17、的人员队伍迅速扩大，特别是在国外一些工业技术先进的国家，他们把这种控制系统技术已完全运用到社会生活和各个领域，并且发挥了巨大作用，效果显著。 由于微机控制晶闸管触发技术的产生源于国外，他们掌握了精湛的技术，不管是在原理还是在应用方面都是超前的，而我国在此技术方面起步晚，刚开始只是掌握了一些基本的含量，没有真正拥有自己的知识产权，一直都是借鉴学习别人的东西，面临这种状况，科学人员不断地去探索,发明，才慢慢稳步发展起来，之后根据国内的发展需求，该项技术的层次也不断提高。从20世纪80年代首次推出以来，很快在全世界得到了广泛的推广与应用。近些年随着电子技术的发展，这项技术的运用也越来越广泛，尤其在工

18、业控制、智能仪器仪表、家用电器，信息通信领域。可是，经济要发展，社会要进步，科技就必须创新，不能满足于现状，要展望未来，适应未来的发展，这样才能在世界科技的浪潮中立于不败之地。应用前景分析:微机控制晶闸管触发系统是工农业中应和最广泛的设备，由于其优越的性能和节能效果，日、美等发达国家已普遍推广应用。我国此技术的应用方兴未艾， 从科技部调研获得信息，1992年需求量已达到10万台，1993年又呈明显的上升趋势，随着我国经济的高速发展，该系统的应用前景会愈来愈广阔.社会效益分析：随着经济的发展和能源政策的完善，我国巨大的潜在市场，必将转为实际市场。但我国目前该系统设备市场已被进口产品所垄断，主要是

19、日本和台湾产品，或直接进口，或代理级装。到目前为止由于没有我们真正自行研制该相关的设备进入市场，这种现状不仅造成直接经济损失，而且使我国的技术发展受制于人，我们这样的大国，这样广泛用途的产品，走自己独特的发展道路，进而参与国际竞争，其社效益将是巨大的。经济效益分析：以电子产品元器件价格的3-4倍作为产品成本， 按市场产品价格计算仍有1520的利润。按不同功率平均每台设备2万元计。如果能占领市场的1-2，年产2000台,其经济效益即可达到数百元。五 正 文第一章:晶闸管1.1晶闸管的介绍晶闸管原称可控硅,全称为晶体管,是一种功率半导体器件.由于它具有容量大,效率高,控制特性好,寿命长以及体积小等

20、优点,因此,自60年代以来,获得了迅猛发展.以晶闸管为主体的一系列功率半导体器件的应用技术已形成独立的电力电子学科.目前由传感电子,信息电子和电力三部分组成的大电子技术的概念已被科技界正式接受.晶闸管象二极管一样,具有单向导电特性,电流只能从阳极向阴极,当元件加上反向电压时,只有极小的反向漏电流从阴极流向阳极,晶闸管不同于二极管,还具有正向导通的可控特性.当元件阳极加上正向电压时,元件还不能导通,元件呈正向阻断状态,这是二极管不具有的.要使晶闸管正向导通除了阳极加上正向电压外,还必须同时在门极与阴极之间加上一定的正向门极电压Ug,有足够的门极电流Ig流入门极,对元件能否正向导通起控制作用.好象

21、一条有闸门的河流,有水位差,河水还不能流通,还必须控制闸门打开,门极就是起闸门控制作用,这就是晶闸管所特有的闸流特性,也就是可控特性.当晶闸管加上正向阳极电压后,门极加上适当的正向门极电压,使晶闸管导通的过程称为触发.晶闸管一旦触发导通后,门极就对它失去控制作用,因此通常在门极只要加上一个正向脉冲电压即可,称之触发电压.门极在一定条件下可触发晶闸管导通,但无法使其关断.要使已经导通的晶闸管恢复阻断,可降低阳极电源Ea或增大负载电阻,使流过晶闸管的阳极电流Ia减小,当电流Ia减至一定值时,电流会突然降到零,之后再调高电压或减小负载电阻,电流不会再增大,说明晶闸管已经恢复阻断.当门极断开时,维持晶

22、闸管导通所需要的最小阳极电流叫维持电流(IH).因此,只要晶闸管的阳极电流小于维持电流(IH),元件就关断了.当阳极电源是交流电压,负载是纯电阻时,可以认为在波形正半周过零时,晶闸管就自行关断了.1.2.晶闸管的工作原理与特性晶闸管的工作原理在中频炉中整流侧关断时间采用KP-60微秒以内，逆变侧关短时间采用KK-30微秒以内这也是KP管与KK管的主要区别晶闸管T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与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。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，晶闸管都处于关短状态。2.

23、 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。从晶闸管的内部分析工作过程：晶闸管是四层三端器件，它有J1、J2、J3三个PN结图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型三极管的复合管图2当晶闸管承受正向阳极电压时，为使晶闸管导铜，必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用。图2中每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。因此，两个互相复合

24、的晶体管电路，当有足够的门机电流Ig流入时，就会形成强烈的正反馈，造成两晶体管饱和导通，晶体管饱和导通。设PNP管和NPN管的集电极电流相应为Ic1和Ic2；发射极电流相应为Ia和Ik；电流放大系数相应为a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik，设流过J2结的反相漏电电流为Ic0,晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和：Ia=Ic1+Ic2+Ic0 或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0若门极电流为Ig,则晶闸管阴极电流为Ik=Ia+Ig从而可以得出晶闸管阳极电流为：I=(Ic0+Iga2)/（1-（a1+a2）（11）式硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数a1和a2随其发射极电流的

25、改变而急剧变化如图3所示。当晶闸管承受正向阳极电压，而门极未受电压的情况下，式（11）中，Ig=0,(a1+a2)很小，故晶闸管的阳极电流IaIc0 晶闸关处于正向阻断状态。当晶闸管在正向阳极电压下，从门极G流入电流Ig,由于足够大的Ig流经NPN管的发射结，从而提高起点流放大系数a2,产生足够大的极电极电流Ic2流过PNP管的发射结，并提高了PNP管的电流放大系数a1,产生更大的极电极电流Ic1流经NPN管的发射结。这样强烈的正反馈过程迅速进行。从图3，当a1和a2随发射极电流增加而（a1+a2）1时，式（11）中的分母1-（a1+a2）0,因此提高了晶闸管的阳极电流Ia.这时，流过晶闸管的

26、电流完全由主回路的电压和回路电阻决定。晶闸管已处于正向导通状态。式（11）中，在晶闸管导通后，1-（a1+a2）0,即使此时门极电流Ig=0,晶闸管仍能保持原来的阳极电流Ia而继续导通。晶闸管在导通后，门极已失去作用。在晶闸管导通后，如果不断的减小电源电压或增大回路电阻，使阳极电流Ia减小到维持电流IH以下时，由于a1和a1迅速下降，当1-（a1+a2）0时，晶闸管恢复阻断状态。2.2基本伏安特性晶闸管的基本伏安特性见图4图4晶闸管基本伏安特性（1）反向特性当控制极开路，阳极加上反向电压时（见图3），J2结正偏，但J1、J2结反偏。此时只能流过很小的反向饱和电流，当电压进一步提高到J1结的雪崩

27、击穿电压后，接差J3结也击穿，电流迅速增加，图5的特性开始弯曲，如特性OR段所示，弯曲处的电压URO叫“反向转折电压”。此时，可控硅会发生永久性反向击穿。图5阳极加反向电压（2）正向特性当控制极开路，阳极上加上正向电压时（见图6），J1、J3结正偏，但J2结反偏，这与普通PN结的反向特性相似，也只能流过很小电流，这叫正向阻断状态，当电压增加，图5的特性发生了弯曲，如特性OA段所示，弯曲处的是UBO叫：正向转折电压图6 阳极加正向电压由于电压升高到J2结的雪崩击穿电压后，J2结发生雪崩倍增效应，在结区产生大量的电子和空穴，电子时入N1区，空穴时入P2区。进入N1区的电子与由P1区通过J1结注入N

28、1区的空穴复合，同样，进入P2区的空穴与由N2区通过J3结注入P2区的电子复合，雪崩击穿，进入N1区的电子与进入P2区的空穴各自不能全部复合掉，这样，在N1区就有电子积累，在P2区就有空穴积累，结果使P2区的电位升高，N1区的电位下降，J2结变成正偏，只要电流稍增加，电压便迅速下降，出现所谓负阻特性，见图3的虚线AB段。这时J1、J2、J3三个结均处于正偏，可控硅便进入正向导电状态-通态，此时，它的特性与普通的PN结正向特性相似，见图4中的BC段3、触发导通在控制极G上加入正向电压时（见图7）因J3正偏，P2区的空穴时入N2区，N2区的电子进入P2区，形成触发电流IGT。在可控硅的内部正反馈作

29、用（见图2）的基础上，加上IGT的作用，使可控硅提前导通，导致图3的伏安特性OA段左移，IGT越大，特性左移越快。图7 阳极和控制极均加正向电压1.3.晶闸管元件-晶闸管元件的结构一种以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件，创制于1957年，由于它特性类似于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称晶闸管T。又由于晶闸管最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。在性能上，晶闸管不仅具有单向导电性，而且还具有比硅整流元件（俗称“死硅”）更为可贵的晶闸管。它只有导通和关断两种状态。晶闸管能以毫安级电流控制大功率的机电设备，如果超过此频率，因元件开关损耗显著增

30、加，允许通过的平均电流相降低，此时，标称电流应降级使用。晶闸管的优点很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍数高达几十万倍；反应极快，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低等等。晶闸管的弱点：静态及动态的过载能力较差；容易受干扰而误导通。晶闸管从外形上分类主要有：螺栓形、平板形和平底形。不管晶闸管的外形如何，它们的管芯都是由P型硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。见图1。它有三个PN结（J1、J2、J3），从J1结构的P1层引出阳极A，从N2层引出阴级K，从P2层引出控制极G，所以它是一种四层三端的半导体器件。图1、晶闸管结构示意图和符号图1.4.晶闸管元件晶

31、闸管整流电路1.4.1单相半波可控整流电路1.4.1.1工作原理电路和波形如图1所示，设u2=U2sin。图1 单相半波可控整流正半周：0tt1,ug=0,T正向阻断，id=0,uT=u2,ud=0t=t时,加入ug脉冲，T导通，忽略其正向压降，uT=0,ud=u2,id=ud/Rd。负半周：t2当u2自然过零时，T自行关断而处于反向阻断状态，ut=0,ud=0,id=0。从0到t1的电度角为，叫控制角。从t1到的电度角为，叫导通角，显然+=。当=0，=180度时，可控硅全导通，与不控整流一样，当=180度，=0度时，可控硅全关断，输出电压为零。1.4.1.2各电量关系电压是控制角的函数，所以

32、改变的大小就可以控制直流电压Ud的数值，这就是可控整流意义之所在。流过Rd的直流电流Id：Ud的有效值（均方根值）：流过Rd的电流有效值：由于电源提供的有功功率P=UI，电源视在功率S=U2I（U2是电源电压有效值），所以功率因数：由上式可见，功率因数cos也是的函数，当=0时，cos=0.707。显然，对于电阻性负载，单相半波可控整流的功率因数也不会是1。比值Ud/U、I/Id和cos随的变化数值，见表1，它们相应的关系曲线，如图2所示表1 Ud/U、I/Id和cos的关系0306090120150180Ud/UI/Idcos0.451.570.7070.421.660.6980.3381.

33、880.6350.2252.220.5080.1132.870.3020.033.990.120-0图2 单相半波可控整流的电压、电流及功率因数与控制角的关系由于可控硅T与Rd是串联的，所以，流过Rd的有效值电流I与平均值电流Id的比值，也就是流过可控硅T的有效值电流IT与平均值电流IdT的比值，即I/Id=It/IdT。1.4.2单相桥式半控整流电路1.4.2.1工作原理电路与波形如图3所示图3、单相桥式半控整流正半周：t1时刻加入ug1，T1导通，电流通路如图实线所示。uT1=0,ud=u2,uT2=-u2。u2过零时，T1自行关断。负半周：t2时刻加入ug2，T2导通，电流通路如图虚线所

34、示，uT2=0，ud=-u2,ut1=u2。u2过零时T2自行关断。1.4.2.2各电量关系由图3可见，ud波形为非正弦波，其幅值为半波整流的两倍，所以Rd上的直流电压Ud：直流电流Id：电压有效值U：电流有效值I：功率因数cos：比值Ud/U,I/Id和cos随的变化数值见表2，相应关系曲线见图4表2 Ud/U、I/Id、cos与的关系表0306090120150180Ud/UI/Idcos0.91.11210.841.1790.9850.6761.3350.8960.451.5750.7170.2261.970.4260.062.8350.1690-0图4、单相全波和桥式电路电压、电流及功

35、率因数与控制角的关系把单相全波整流单相半波整流进行比较可知：（1）当相同时，全波的输出直流电压比半波的大一倍。（2）在和Id相同时，全波的电流有效值比半波的减小倍。（3）相同时，全波的功率因数比半波的提高了倍。1.4.3整流电路波形分析1.4.3.1单相半波可控整流（1）电阻性负载（见图1） 电阻性负载，id波形与ud波形相似，因为可控硅T与负载电阻Rd串联，所以id=id。 晶闸管T承受的正向电压随控制角而变化，但它承受的反向电压总是负半波电压，负半波电压的最大值为U2。 线路简单，多用在要求不高的电阻负载的场合。 （2）感性负载（不带续流二极管，见图5）：图5 电感性负载无续流二极管 电机

36、电器的电磁线圈、带电感滤波的电阻负载等均属于电感性负载。 电感具有障碍电流变化的作用可控硅T导通时，其压降uT=0，但电流id只能从零开始上升。id增加和减少时线圈Ld两端的感应电动势eL的极性变化如图示。 当电源电压u2下降及u20时，只要释放磁场能量可以维持id继续流通，可控硅T仍然牌导通状态，此时ud=u2。当u20时，虽然ud出现负值，但电流id的方向不变。 当电流id减小到小于维持电流IH时，可控硅T自行关断，id=0,UT=u2，可控硅承受反压。 负载电压平均值：其中电感Ld两端电压的平均值为零。 电感Ld的存在使负载电压ud出现负值，Ld越大，ud负值越大，负载上直流电压Ud就越

37、小，Id=Ud/Rd也越小，所以如果不采取措施，可控硅的输出就达不到应有的电压和电流。 （3）感性负载（带续流二极管，见图6）：图6 电感性负载有续流二极管 在负载上并联一只续流二极管D，可使Ud提高到和电阻性负载时一样， 在电源电压u20时，D的作用有点：把电源负电压u2引到晶闸管T两端，使T关断，uT=u2；给电感电流续流，形成iD；把负载短路，ud=0,避免ud出现负值，使负载上直流输出电压ud提高。 负载电流为晶闸管电流iT和二极管的续流iD之和，即id=iT+iD。当LdR时，iD下降很慢使id近似为一条水平线，所以流过T和D的电注平均值与有效值分别为：平均值：IdT=（/360）I

38、d；IdD=(360-)/360Id；有效值：IT=根号下（/360）Id；ID=根号下(360-)/360Id 晶闸管T开始导通后，如果电感Ld很大，iT的上升很慢，这就有可能导致触发脉冲消失时晶闸管的电流还上升不到维持导通状态的维持电流，就是说，可控硅触发不了，为了使可控硅可靠触发，触发脉冲应该足够宽，或者在负载两端并联一只电阻，以利于加快iT的上升。1.5.晶闸管对触发电路的要求 1.5.1触发脉冲的作用各种电力电子器件的门极或控制极的控制电路都应提供符合一定要求的触发脉冲。对于晶闸管的触发脉冲来说，其主要作用是决定晶闸管的导通时刻，同时还应提供相应的门极触发电压和门极触发电流。 触发脉

39、冲除了包括脉冲的电压和电流参数外，还应有脉冲的陡度和后沿波形，脉冲的相序和相角以及与主电路的同步关系，同时还须考虑门控电路与主电路的绝缘隔离问题和抗干扰、防止误触发问题。由于晶闸管是半控型器件，管子导通后即失去控制作用，为了减少门极损耗，故门极输出不用直流而用单脉冲或双脉冲，有时还采用由许多单脉冲组成的脉冲列，以代替宽脉冲。 1.5.2触发脉冲参数要求 触发脉冲的主要参数有触发电流、脉冲宽度等，具体要求如下： （1）触发电流晶闸管是电流控制型器件，只有在门极里注入一定幅值的触发电流时才能触发导通。由于晶闸管伏安特性的分散性，以及触发电压和触发电流随温度变化的特性，所以触发电路所提供的触发电压和

40、触发电流应大于产品目录所提供的可触发电压和可触发电流，从而保证晶闸管的可靠触发，但不得超过规定的门极最大允许触发电压和最大允许触发电流。实际触发电流可整定为35倍的额定触发电流。 （2）触发脉冲宽度触发脉冲的宽度应能保证使晶闸管的阳极电流上升到大于擎住电流。由于晶闸管的开通过程只有几微秒，但并不意味着几微秒后它已能维持导通。若在触发脉冲消失时，阳极电流仍小于擎住电流，晶闸管将不能维持导通而关断。因此对脉冲宽度有一定要求，它和变流装置的负载性质及主电路的形式有关。 （3）强触发脉冲触发脉冲前沿越陡，越有利于并联或串联晶闸管的同时触发导通。因此在有并联或串联晶闸管时，要求触发脉冲前沿陡度大于或等于

41、10V/uS，通常采取强触发脉冲的形式。另外，强触发脉冲还可以提高晶闸管承受di/dt的能力。 （4）触发功率触发脉冲要有足够的输出功率，并能方便地获得多个输出脉冲，每相中多个脉冲的前沿陡度不要相差太大。为了获得足够的触发功率，在门极控制电路中通常需要功率放大电路。 1.5.3触发脉冲形式要求 在晶闸管的触发电路中，除了对触发脉冲的具体参数有所要求外，还对触发脉冲的形式有下列要求： （1）正向脉冲晶闸管的触发电路必须保证加在晶闸管的门极上是一个对阴极为正电压的触发脉冲。 （2）脉冲形式触发脉冲在形式上有宽脉冲、窄脉冲、脉冲列等多种，一般为了减小损耗采取窄脉冲或双窄脉冲的形式。有时也采用对宽脉冲

42、进行高频调制，得到脉冲列的形式。 （3）与主电路同步在可控整流、有源逆变及交流调压的触发电路中，为了使每一周波重复在相同的相位上触发，触发脉冲必须与上升变流装置的电源电压同步，即触发信号与主电路电源电压保持固定的相位关系。否则负载上的电压会忽大忽小，甚至触发脉冲出现在电源电压的负半周，使主电路不能正常工作。 （4）抗干扰能力晶闸管的误导通往往是由于干扰信号进入门极电路而引起的，因此需要在触发电路中采取屏蔽等抗干扰措施，以防止晶闸管的误触发。 除了上述要求外，触发脉冲的移相范围还应满足变流装置主电路的要求，另外触发脉冲的频率也应可调，以适应变频电路和斩波电路的要求1.6.同步信号输入和触发脉冲输

43、出本系统采用三相同步电路。三相交流同步电源取自同步变压器的副绕组，经RC移相后使其过零点正好都对准六个自然换相点，再经三个电压比较器输出周期为 20ms的三相方波同步信号，送至单片机P1的P13P15，由于同步信号跳变即为自然换相点，单片机检测这三位状态字，即可进行软件认相，并作出 A、B、C的标志，以供角定时和输出（触发）、控制之用。为简化电路，减少脉冲变压器体积，增强电路的抗干扰能力，本系统采用脉冲列触发方式。其中六个触发信号经8155 A口送出，由外部电路调制成频率为2kHz的触发脉冲列，经功放电路分别加到6个可控硅的门极。整个触发装置的连接如图2。 1.7.中断安排8031单片机共5个

44、中断源，其中1个用于串行口，两个为T0、T1定时计数器中断，可直接用于外部中断的只有和，为了给控制系统留下更多的硬件资源，触发器只占用一个中断源，采用硬件和查询结合的方式，如图1，A、B、C三相中断通过非门接至，同时又各自接到P10P12位，这样只要有申请，8031单片机通过检测该三位状态，即可确定中断源。第二章 单片机2.1 单片机定时计数器功能及结构简介在工业检测、控制等许多场合都要用到计数或定时功能。MCS 51 单片机内有两个可编程的定时器 /计数器，以满足这方面的需要。它们具有两种工作模式（计数器模式和定时器模式）及 4 种工作方式（方式 0、方式 1、方式 2 和方式 3），其控制字、状态字均在相应的特殊功能寄存器中，通过对相应的特殊功能寄存器的编程，用户可方便地选择适当的工作模式和工作方式。在 8X52 子系列单片机中增加了一个性能更好的定时器 /计数器 T2。定时器 /计数器的结构1.MCS-51系列单片机内部有两个16位的定时/计数器，一般用T0表示定时/计数器0，T1表示定时/计数1。其结构如图2-1所示INTO INT1 T1(P3.5) T0(P3.4)(8CH) (8AH) TOON(88H)TMOD(89H)（8DH） （8BH）TH1TL2TL0TH0 内部总线CPU TL0TH0 溢出 启动 启动 工作方式 工作方式