CN2426174Y

CN2426174Y - 微电脑无触点补偿式交流稳压器

Info

Publication number: CN2426174Y
Application number: CN 00204096
Authority: CN
Inventors: 庄瑞飘
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-04-01
Filing date: 2000-04-01
Publication date: 2001-04-04
Anticipated expiration: 2010-04-01

Abstract

本实用新型涉及一种采用微电脑控制的补偿式大功率交流稳压器。其特点在于它采用单片机控制系统及晶闸管可控调节单元分别对补偿变压器的初级线圈两端与电源输出端火线、零线的连接进行切换,达到其对输出电压进行无触点控制补偿,且快速稳定输出电压的目的。与现有技术相比,它具有运行高效、可靠、调节快速、三相自动平衡、无机械故障和碳刷磨损等优点,同时设置了过压、欠压、缺相、故障诊断、报警等全方位的保护功能。

Description

微电脑无触点补偿式交流稳压器

本实用新型涉及大功率交流稳压电源技术，特别是一种采用微电脑控制的全自动补偿式大功率交流稳压器。

1997年由浙江省机械工业厅、浙江大学主办出版的《机电工程》第5期公开了一种大功率自动补偿式交流稳压电源，它主要由补偿变压器、柱式调压器、电源采样比较控制电路，伺服电机及机械传动机构构成，其不足之处它采用了碳刷移动调节，工作寿命短，又采用机械传动机构，响应时间长，噪音大，且容易产生机械故障。

本实用新型的目的是设计一种对输出电压进行无触点控制补偿，且快速稳定输出电压的微电脑无触点补偿式交流稳压器。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术解决方案：一种微电脑无触点补偿式交流稳压器，包含主控补偿变压器单元TRi(i=1．2…)、单片机IC1(MCS-51)、A／D采样转换电路IC2(ADC0809)、输出接口IC3(8255)、I／O可编程逻辑控制电路IC4(GAL16V8)、隔离电路IC5，其中，单片机IC1、A／D采样转换电路IC2、输出接口IC3共用数据总线；每个主控补偿变压器单元TRi初级线圈的同名端全部并接为一端，然后，同名端与另一端各通过两组晶闸管可控调节单元分别与稳压电源输出端的火线、零线相连接，晶闸管可控调节单元的控制极与隔离电路IC5输出端相连接；单片机IC1的P_0．0～P_0．2端与A／D采样转换电路IC2的地址端C、B、A相连接；单片机IC1的P_2．0端、P_2．1端、P_2．5端、 RD端、 WR端分别与输出接口IC3的A₀端、A1端、 CS端、 RD端、 WR端相连接；单片机IC1的P_2．4端、 RD端、WR端分别与二输入或非门电路IC6(7402)的第3脚、第2脚、第6脚相连接，同时，二输入或非门电路IC6的第3脚与第5脚相短接，第4脚、第13脚、第8脚还分别与A／D采样转换电路IC2的CE端、ALE端、ST₀端相连接。

单片机IC1将A／D采样转换电路IC2送来的电压信号与基准电压进行比较、判断，然后从单片机IC1输出端输出信号，通过输出接口IC3、I／O可编程逻辑控制电路IC4、隔离电路IC5控制相应的晶闸管可控调节单元导通或不导通，切换对应的主控补偿变压器单元初级线圈两端与电源输出端的火线、零线的连接，使主控补偿变压器单元提供的补偿电压为正或负或不补偿，达到其对输出电压进行无触点控制补偿，且快速稳定输出电压的目的。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实施例稳压电路原理方框图。

图2为图1中主回路电路原理图。

图3为图1中控制电路硬件原理图。

如图1、图2所示，本实施例每相包含主控补偿变压器单元TR1、TR2、TR3、A／D采样转换电路IC2、晶闸管可控调节单元Sr1-Sr8、单片机IC1(MCS-51)、输出接口IC3(8255)、I／O可编程逻辑控制电路IC4(GAL16V8)、隔离电路IC5，其中，单片机IC1、A／D采样转换电路IC2、输出接口IC3共用数据总线；每个主控补偿变压器单元TRi初级线圈的同名端全部并接为一端，然后，同名端与另一端各通过两组晶闸管可控调节单元分别与稳压电源输出端的火线、零线相连接；输出接口IC3输出端A口、B口、C口通过I／O可编程逻辑控制电路IC4(GAL16V8)、隔离电路IC5分别与各晶闸管可控调节单元的控制极相连接；单片机IC1的P_0．0～P_0．2端与A／D采样转换电路IC2的地址端C、B、A相连接；单片机IC1的P_2．0端、P_2．1端、P_2．5端、 RD端、WR端分别与输出接口IC3的A₀端、A1端、 CS端、 RD端、 WR端相连接；单片机IC1的P_2．4端、 RD端、 WR端分别与二输入或非门电路IC6(7402)的第3脚、第2脚、第6脚相连接，同时，二输入或非门电路IC6的第3脚与第5脚相短接，第4脚、第13脚、第8脚还分别与A／D采样转换电路IC2的CE端、ALE端、ST₀端相连接。

单片机IC1的中断输入端 INT₀／P_3．2与缺相检测电路“QX”输出端Y相连接；单片机IC1的P_1．0～P_1．2端分别与驱动电路IC7的第1、3脚相连接，同时，驱动电路IC7的第4脚与中间继电器J1相连接，第2脚与蜂鸣器相连接；单片机IC1的P_1．4端、RST端与看门狗“WD”电路A、B端相连接。

当本装置上电开机后，单片机IC1开始对输出接口IC3等外围器件初始化，经延时后，进行以下循环操作：

首先，单片机IC1的P2．4端、 WR端、 RD端发一个信号到二输入或非门电路IC6，经二输入或非门电路IC6逻辑变换向A／D采样转换电路IC2发一个启动信号，同时单片机IC1的P0．0～P0．2端向A／D采样转换电路IC2发送一个地址信号；此时A／D采样转换电路IC2分别对A、B、C三相输出电压进行采样，采样完成后，单片机IC1从P2．4端发送一个高电平终止A／D采样转换电路IC2的采样。

其次是进行数据比较处理：单片机IC1将接收到数据与基准电压值进行比较，决定补偿与否及其补偿量。

最后是补偿输出：单片机IC1的P_2．5端、 WR端、 RD端送信号到输出接口IC3，由单片机IC1的P_2．0端、P_2．1端决定输出接口IC3输出端口(A口、B口或C口)，即当P_2．0、P_2．1端为00时，单片机IC1向输出接口IC3的A口写数据，01时向B口写数据，10时向C口写数据。单片机IC1的P0．1～P0．7端分别依次传送出三相电压补偿值(信号)，经I／O可编程逻辑控制电路IC4到隔离电路IC5分别去触发三相晶闸管可控调节单元的控制极Gi(i=1，2…)，从而达到电压补偿的目的。

当输入电压U_IN太高或太低，使输出电压与额定电压偏差超过6-10％时，由单片机IC1的P1．0端发出一个信号给驱动电路IC7启动蜂鸣器发出声音报警。

当输出电压与额定电压偏差超过10％时，由单片机IC1的P_1．1端经驱动电路IC7送一个信号到中间继电器J1，中间继电器J1动作带动输出供电系统的交流接触器，切断供电系统。

当三相中因某一相故障出现缺相时，缺相检测电路“QX”将会送出一个信号到单片机IC1的 INT₀／P_3．2端(中断输入脚)，由单片机IC1即调用中断处理程序，从而启动报警系统，并切断输出供电系统，起到缺相保护的作用。

当单片机IC1的程序因外界干扰导致程序走飞(出错)时，看门狗“WD”电路将输出一个信号到单片机IC1的RST／PD端，使单片机IC1重新启动。

综上所述，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、由于采用了高性能单片机，故在运行中高效、可靠、调节速度快。

2、能够对三相分别进行调节，排除了三相不平衡的缺点。

3、由于采用了无触点开关，克服了传统大功率补偿式稳压器机械故障和碳刷的磨损等缺点，而且省去了调压变压器部分，故其体积，重量大为减少，从而也大大地提高了系统运行的可靠性。

4．具有过压、欠压、缺相、故障诊断、报警等全方位的保护功能。

Claims

1、一种微电脑无触点补偿式交流稳压器，包含主控补偿变压器单元TRi(i=1．2…)、单片机IC1(MCS-51)、A／D采样转换电路IC2(ADC0809)、输出接口IC3(8255)、I／O可编程逻辑控制电路IC4(GAL16V8)、隔离电路IC5，其中，单片机IC1、A／D采样转换电路IC2、输出接口IC3共用数据总线，其特征在于每个主控补偿变压器单元TRi初级线圈的同名端全部并接为一端，然后，同名端与另一端各通过两组晶闸管可控调节单元分别与稳压电源输出端的火线、零线相连接，晶闸管可控调节单元的控制极与隔离电路IC5输出端相连接；单片机IC1的P_0．0～P_0．2端与A／D采样转换电路IC2的地址端C、B、A相连接；单片机IC1的P_2．0端、P_2．1端、P_2．5端、 RD端、 WR端分别与输出接口IC3的A₀端、A1端、 CS端、 RD端、 WR端相连接；单片机IC1的P_2．4端、 RD端、 WR端分别与二输入或非门电路IC6(7402)的第3脚、第2脚、第6脚相连接，同时，二输入或非门电路IC6的第3脚与第5脚相短接，第4脚、第13脚、第8脚还分别与A／D采样转换电路IC2的CE端、ALE端、ST₀端相连接。

2、根据权利要求1所述的微电脑无触点补偿式交流稳压器，其特征在于单片机IC1的P_1．0～P_1．2端分别与驱动电路IC7的第1、3脚相连接，同时，驱动电路IC7的第4脚与中间继电器J1相连接，第2脚与蜂鸣器相连接。

3、根据权利要求2所述的微电脑无触点补偿式交流稳压器，其特征在于单片机IC1的中断输入端口 INT₀／P_3．2与缺相检测电路“QX”输出端Y相连接。

4、根据权利要求3所述的微电脑无触点补偿式交流稳压器，其特征在于单片机IC1的P_1．4端、RST端与看门狗“WD”电路A、B端相连接。