CN85202626U - 晶闸管数字触发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于晶闸管变流装置中的数字式晶闸管触发器，它利用TTL、CMOS集成电路和MCS-48系列单片机实现三相桥式变流电路中晶闸管触发脉冲产生的逻辑功能，输入量为二进制触发角给定，输出为晶闸管触发脉冲，(U1)的脚2与脚5之间的反馈电阻使输入接口电路具有磁滞特性，提高了抗干抗能力。

Description

本实用新型属于一种晶闸管变流器用的触发装置。

晶闸管数字触发器是晶闸管变流技术中的关键部件。目前工业上公知应用的是模拟电子线路构成的晶闸管触发器。微型计算机控制技术的普遍应用，需要一种能直接与计算机并行口相连，接受触发角的数字量，去控制晶闸管导通角的装置。近年来虽有用微型计算机来完成晶闸管触发器的功能（请参考文献“微处理机可控硅触发系统”上海电气自动化研究所徐兴康、童天雄，电气自动化杂志，1981    NO.5.以及文献（MICROPROCESSOR－BASED    DESIGN    OF    A    FIRING    CIRCUIT    FOR    HREE－PHASE    FULL－WAVE    THYRISTOR    DUAL    COVERTOR）PEI－CHONG    TANG    SHUI－SHONG    LU    AND    YUNG－CHUN    WU    IEEE    TRANS。V    IE29    NO。1982    FEB），但它不能作为独立的功能部件与其他数字装置构成系统。而本发明可以作为独立的功能部件直接与微型计算机并行口相连，是数字化变流装置中的必需部件；而且本发明调试方便，不受温度影响。这些是模拟式晶闸管触发器所不具备的优点。

下面通过一个典型实施来说明本发明的细节。

我们以三相桥式整流电路为例来说明该数字式触发器的工作原理与特点，系统框图如图1所示，电气接线图见图2。三相同步电源经滤波后送入电压比较器以获得同步电源逻辑状态信号，SIdSI经单稳之后可得频率倍乘的计数脉冲信号CP。CP、BI和SI信号分别送入8035的定时／事件计数器的输入端T1、外部中断申请输入端INT和准双向口P24～P26。作为8035数据存储器的EPROM中存放着对应于三相桥式整流电路触发脉冲控制表和相应的触发脉冲控制程序。去可控硅的触发脉冲由P₁口输出，经单稳延迟和脉冲功率放大后去触发相应的晶闸管器件。

同步电源信号Uab、Ubc、Uca经电压过零检测之后获得方波信号，如图3所示。当电源电压为正时记为“1”，否则记为“0”，见图3中的Lab、Lbc、Lca。这个电源状态信号SI与同步电源之间有着固定的对应关系。根据SI，我们可以确定同步电源的相位从而作为发出脉冲的依据，这就是所谓触发脉冲控制表。

利用SI波形的上升沿和下降沿分别经单稳态触发器可以得到具有一定宽度的基本中断信号，BI。由图3可见每个BI信号标志着一段新的同步电源状态。BI信号通过锁相环倍频以获得送入定时／事件计数器的计数脉冲。定时／事件计数器予置为所要求的数值，当CP脉冲使定时／事件计数器满溢发出内部中断请求后根据触发控制表由P₁口发出触发脉冲。二进制数的触发给定由数据总线DB₀～DB₇输入。DB₆、DB₇二位规定了触发角的变化范围。DB₀～DB₅为各60°范围内触发角予置数。实际上定时／事件计数器的高二位始终置1，事件计数器对外部CP信号计数满溢时下式成立：

256＝N＋192＋ta×fcp        （1）

其中N为定时／事件计数器的二进制予置数，从O至63；ta为触发角对应时刻；fcp为CP信号频率，本系统中为3×f×128或6×64倍电源基波频率。由（1）式可得

ta各项工作中（256－N－192）／fcp

＝（64－N）／64×T／6        （2）

其中T为电源基波的周期。考虑到DB6、DB7的数值为n＝0、1、2，所以定时／事件计数器予置为N时的触发角为A，

A＝ta／T×360°＋n×60°

＝（64－N）B＋n×60°        （3）

其中B＝60°／64为触发器的分辨率。（3）式说明只要fcp与电源频率之间倍频关系固定不变，即使电源频率变化时，A仍能保持不变。在系统中，我们用锁相环来实现频率倍乘，只要在锁相环的频率锁定范围内，电源频率改变CP的频率仍为所要求的倍数，而且相位锁定，因此本触发器具有较强的频率变化适应能力。该触发器直接用二进制给定，无需A／D转换，易于与其他数字部件相连。改变锁相环反馈回路的倍数可以进一步提高触发角的分辨率。

本发明的特征之一是在MCS－48系列的单片微型计算机8035／8039外接EPROM2716中利用软件编程来实现以下逻辑功能的：①判定同步电源状态，分配触发脉冲信号去相应的晶闸管。②根据给定的二进制触发角数字量发出具有一定分辨率的移相触发脉冲。

本发明的另一特征是利用电压比较器所构成的过零检测电路作为数字式触发器中模拟量与数字量变换接口。由于电压比较器实质上是一个开环状态下工作的高放大倍数运算发大器极易引入干扰或引起振荡。为了提高抗干扰能力，我们采用了具有“磁滞回环”特性的电压比较器电路。调整图2中电压比较器U₁的脚2与脚5之间的电阻值可以获得不同的磁滞回环特性。

数字触发器的程序如下：

MCS4802

000    04    10        JMP        START

003        04    20        JMP        INT

ECT    INTERRUPTER

007        F9        ECT：        MOV        A，P1

008 A3 MOVP A，

A

009        39        OUTL        P1，A

00A        65        STOP        TCNT

00B        A5        CLR        F1

00C        B5        CPL        F1

00D        89    FF        ORL        P1，＃FFH

00F        93        RETR

START        PROGRAM

010        15        START：        DIS        I

011        35        DIS        TCNTI

012        65        STOP        TCNT

013        23    FF        MOV        A，＃FFH

015        39        OUTL        P1，A

016        3A        OUTL        P2，A

017        C5        SEL        RB0

018        E5        SEL        MBO

019        A5        CLR        F1

01A        B5        CPL        F1

01B        25        EN        TCNTI

01C        05        EN        I

01D        04    1D        START1：JMP        START

INT        INTERRUPTER

020        35        INT：        DIS        TCNTI

021        65        STOP        TCNT

022        76    26        JF1        INT1

024        14    07.        CALL        ECT

026        08        INT1：        INS        A，BUS

027        53    CO        ANL        A，＃COH

029        77        RR        A

02A        77        RR        A

02B        77        RR        A

02C        AB        MOV        R3，A

02D        0A        IN        A，P2

02E        53    70        ANL        A，＃70H

030        47        SWAP        A

031        4B        ORL        A，R3

032        43    60        ORL        A，＃60H

034        A9        MOV        A，R3

035        08        INS        A，BUS

036        53    3F        ANL        A，＃3FH

038        37        CPL        A

039        17        INC        A

03A        C6    07        JZ        ECT

03C        25        EN        TCNTI

03D        62        MOV        T，A

03E        45        STRT        CNT

03F        A5        CLR        F1

040        86    40        INT2：        JNI        INT2

042        93        RETR

CONTROL    TABLE

060        FF

061        F9

062        E7

063        F3

064        DE

065        FC

066        CF

067        FF

068        FF

069        F3

06A        CF

06B        E7

06C        FC

06D        F9

06E        DE

06F        FF

070        FF

071        E7

072        DE

073        CF

074        F9

075        F3

076        FC

077        FF

078        FF

079        FF

07A        FF

07B        FF

07C        FF

07D        FF

07E        FF

07F        FF

Claims (7)

1、一种由TTL、CMOS集成电路和MCS-48系列单片机构成的数字式晶闸管触发装置，其特征在于[U1]脚2与脚5之间有反馈电阻(其余二相也相似)，[U1]与角接/星接变压器相连，[U1]输出与[U2]、[U3]、[U4]相连，然后再与[U5]、[U6]依次相连，[U6]的输出接到由[U7]、[U8]、[U9]构成的电路，同时送到[U10]、[U11]、[U12]连成的电路，作为输入口的[U13]，[U10]的P₁口分别接[U14]、[U15]、[U16]。

2、按权利要求1规定的数字式晶闸管触发装置，其特征在于〔U1〕反馈电阻和输入脚5电阻的比值为10／1～1／10，反馈电阻为1千欧到500千欧之间（其余两相也同样如此）。

3、按权利要求1所规定的数字式晶闸管触发装置，其特征在于〔U12〕中存有数字触发器的程序。

4、按权利要求1规定的数字式晶闸管触发装置，其特征在于〔U1〕的三个输出端与〔U10〕的P₂₄、P₂₅、P₂₆相连接。

5、按权利要求1规定的数字式晶闸管触发装置，其特征在于〔U1〕和〔U2〕、〔U3〕、〔U4〕分别相连后经〔U6〕与〔U10〕的中断输入相连接。

6、按权利要求1规定的数字式晶闸管触发装置，其特征在于由〔U7〕、〔U8〕、〔U9〕所构成电路的输出端与〔U10〕的T₁端相连接。

7、按权利要求1规定的数字式晶闸管触发装置，其特征在于〔U10〕P₁口的任意6个端口（P₁₀～P₁₅）分别与〔U14〕、〔U15〕的全部输入端相连接。

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