基于可控硅交流可调变压器.docx

1、基于可控硅交流可调变压器摘要目前利用的交流可调电压源,普遍是改变自耦变压器滑动触点位置的调压方式。其调压精度低，响应速度慢，结构复杂,靠得住性差。本设计将探求一种新型交流调压稳压技术，用一片89C51单片机作操纵器，通过采纳整周波过零关断和触发技术，对自耦变压器的次级不等量输出。绕组用双向可控硅进行组合操纵，从而输出可调交流电压，由于没有滑动触点且可控硅采纳过零触发，输出的交流电压波形是持续不断，且几乎不失真的，也不产生高次谐波的空间辐射。关键词 单片机；过零触发；可控硅开关；交流调压Abstract At present the use of the exchange adjustable

2、voltage source, the general is to change the auto-transformers sliding contact location of the surge way. Surge of its low accuracy in response to slow, complex structures, poor reliability. The design will explore a new type of exchange regulator regulator technology, with a 89 C51 microcontroller

3、for the controller, through the use of the whole cycle off and on the trigger, the auto-transformer sub-ranging output. Winding with two-way combination of SCR control, output voltage adjustable exchange, in the absence of sliding contact and the use of SCR is triggered, the output voltage of the ex

4、change was continuing, and really almost yet, nor have a high Harmonic space radiation. Key words MCU ；zero trigger SCRAbstract: the present uses exchange adjustable potential source, is generally the change presses the way from the pair transformer sliding contact position accent. Its accent presse

5、s the precision to be low, the speed of response is slow, the structure is complex, the reliability is bad. This design will seek one kind of new exchange accent to press the constant voltage technology, makes the controller with a piece of 89C51 monolithic integrated circuit, through uses the entir

6、e cycle zero crossing shutdown and the triggering technology, to from pair transformers secondary not isometric output. The winding carries on the composite control with the bidirectional silicon-controlled rectifier, thus outputs the adjustable alternating voltage, because does not have the sliding

7、 contact and the silicon-controlled rectifier uses zero crossing triggering, the output alternating voltage profile is continuously, and nearly not distorted, also does not produce the higher harmonic space radiation.key word: Monolithic integrated circuit Zero crossing triggering Silicon-controlled

8、 rectifier1. 系统方案设计 系统组成框图 器件选择 大体功能描述 关键技术介绍2. 系统硬件电路的组成 AT89c51 过零检测电路 给定输入电路 显示输出电路 可控硅调压操纵电路 变压器调压工作 交流输出电压检测电路 压/频变换电路LM331 AT89c51计时系统 检测电路分析 自动稳压调整及计算 3. 系统工作总进程 4. 单片机软件设计思路 5. 部份源代码 附录一、系统方案设计一、1 系统组成框图 单片机是一种集成电路芯片，有着微处置器所不具有的功能，它能够单独地完成现代工业操纵所要求的智能化操纵功能。芯片在没有开发前，它只是具有功能极强的超大规模集成电路，若是给予它特定

9、的程序，它即是一个最小的完整的微型运算机操纵系统，和其他集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用如此特定的芯片设计应用程序，从而使该芯片具有特定的功能。 本设计是以单片机AT89c51芯片为核心，借助可控硅开关和其他单片机外围设备来达到数控交流调压的目的。为了保证输出电压误差、失真较小，无高次谐波，在设计顶用到了过零触发、压/频转换、光电隔离等技术。 系统组成框图如下： 图1 系统组成框图 器件选择本系统在设计进程中要紧选取了以下的一些器件（1）单片机：AT89c51（2）光电耦合器：TIL117（3）锁存触发器：74LS273，74LS74（4）压/频变换电路：LM331（5）双向可

10、控硅光电隔离器：MOC3041（6）四进八出译码器：74LS139（7）六高压输出缓冲器/驱动器：74LS07（8）可控硅开关及三等分抽头绕组变压器（9）BCD码拨盘或4*4矩阵式键盘（10）LED七段显示器：LTS547R（11）其它器件：与非门驱动器：75452；八进八出非门组74LS04；晶体二极管：IN4148晶体三极管8550等 大体功能描述 如图1所示，通过BCD拨盘或4*4键盘给定输入电路向89c51输入需求的电压值，电压范围为0，经软件调剂后别离送给调压操纵电路和显示电路。当过零检测电路作出中断判定后，系统给调压操纵电路一个工作许诺信号，通过译码后操纵可控硅调压电路的工作。输出

11、电压再经降压滤波检测后送给89c51，和给定值比较后作为反馈信号再送给操纵电路，进行误差调整。最后通过LED七段显示器显示输出电压值。 显示及给定输入 本设计中，交流操纵电路和交流输出检测电路别离占用了一个外部中断端口INT0、INT1，因此没有扩展经常使用的外围设备8255或8279，而是直接与89c51的I/O端口相连。输入电路扩展了更为简便的4位BCD码拨盘，同时，设计中也给出了4*4键盘输入的方案。显示设备是4位七段共阴极LED显示器。显示和输入设备别离按必然的方式与89c51相连。当输入电压时，依照拨盘顺序，别离按百、十、个、分位输入电压值，每位拨盘输入范围为09，即二进制码0000

12、1001。同时LED显示器依次显示输出电压，完成人机信息互换进程。 变压器调压进程 变压器调压分为操纵电路与工作电路。工作电路中，变压器低级输入电压为220V交流电压，次级有4个三等分抽头的绕组和一个单绕组，每一个抽头与一个双向可控硅开关相连。在操纵进程中采纳了过零触发与光电隔离技术。通过过零检测电路检测中断脉冲信号来操纵电路锁存器的开断，实现过零同步。再经译码、驱动、光电隔离器来操纵可控硅开关，以达到精准调压的目的。 交流电压检测及反馈 为了查验调压电路中电气进程是不是精准、减少误差、提高产品性能，系统增加了交流输出检测与反馈这一环节。检测电路由外部电路实现，反馈功能配合软件完成。当输出电压

13、经变压器降压后，用两个运放进行整流滤波，变成与交流电压成比例的直流电压信号。同时采纳压/频转变电路LM331转化为频率转变，通过光隔输入单片机。这时系统软件再依照压频比计算出实际输出电压，与给定电压值比较，形成误差信号，再经位置式PI运算，结果通过反馈给CPU，再次通过单片机操纵相应的可控硅，从而达到自动稳压的目的。 关键技术介绍由于最近几年来电力电子技术的飞速进展及智能化操纵的普遍应用，大多数的工业操纵产品都在进行新的研发。其中可控硅元件，单片机技术，及过零触发理念已经被国外被大多数产品成熟采纳，我国的部份厂家也正在尽力探求中。本设计即从实验的角度充分采纳了这些技术。1.4.1单片机技术单片

14、机技术的进展以微处置器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以普遍的应用领域拉动，表现出较微处置器更具个性的进展趋势具有以下的技术优势。（1）单片机长寿命 那个地址所说的长寿命，一方面指用单片机开发的产品能够稳固靠得住地工作十年、二十年，另一方面是指与微处置器相较的长寿命。这一方面是由于其对相应应用领域的适应性，另一方面是由于以该类CPU为核心，集成以更多I/O功能模块的新单片机系列层出不穷。一些成功上市的相对年轻的CPU核心，也会随着I/O功能模块的不断丰硕，有着相当长的生存周期。、不断壮大,给用户带来了更多的选择余地。长期以来，单片机技术的进展是以8位机为主的。随着移动通信、网

15、络技术、多媒体技术等高科技产品进入家庭，32位单片机应用取得了长足进展。单片机速度愈来愈快 MPU进展中表现出来的速度愈来愈快是以时钟频率愈来愈高为标志的。一些8051单片机兼容厂商改善了单片机的内部时序，在不提高时钟频率的条件下，使运算速度提高了很多。（2）低电压与低功耗 自80年代中期以来，NMOS工艺单片机慢慢被CMOS工艺代替，功耗得以大幅度下降，随着超大规模集成电路技术由3m工艺进展到、近而实现m工艺，全静态设计使时钟频率从直流到数十兆任选，都使功耗不断下降。几乎所有的单片机都有Wait、Stop等省电运行方式。许诺利用的电源电压范围也 越来越宽。一般单片机都能在3到6V范围内工作，

16、对电池供电的单片机不再需要对电源采取稳压措施。低电压供电的单片机电源下限已由降至、。供电的单片机已经问世。 （3）低噪声与高靠得住性技术 为提高单片机系统的抗电磁干扰能力，使产品能适应恶劣的工作环境，知足电磁兼容性方面更高标准的要求，各单片机商家在单片机内部电路中采取了一些新的技术方法。 此刻，单片机技术已经渗透到咱们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各类仪表的操纵，运算机的网络通信与数据传输，工业自动化进程的实时操纵和数据处置，普遍利用的各类智能IC卡等。1.4.2可控硅操纵可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快和利用方便等优势。可控硅和其它半导体器件一样，其有体积小、效率高、稳固