的设计单片机控制的三相全控桥式整流电路

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1、四川工程职业技术学院毕业综合实践报告（论文）单片机控制的三相全控桥式整流电路的设计学 号：姓 名：专 业：指导教师：成 绩：完成时间：目录摘要 2关键词 2第一章三相可控整流电路及晶闸管的介绍 311三相桥式整流电路晶闸管的特征 31.2 三相桥式全控整流电路 4第二章80C51芯片介绍72.1 内部资源： 72.3 单片机的复位 82.3 时钟复位电路的选择 10第三章控制系统原理 1031系统结构框图 103.2 单片机I/O 口分配表113.3 系统工作说明： 11第四章数码管显示电路 134.1 LED数码管简介134.2数码管在P0口的动态显示15第五章晶闸管保护电路 195.1 过

2、电流保护 195.2 晶闸管的过压保护 22总结 23参考文献： 24致谢 24附录125单片机控制的三相全控桥触发系统设计摘要：随着科技的进步，对直流电的需求越来多，控制精度要求也越来越高。电 力电子技术在工农业方面也得到了广泛的运用。本文主要介绍基于MCS51系 列单片机 80C51 芯片控制的三相桥式全控整流电路的触发电路的原理及控制电 路。此种控制方式其主要优点是输出波形稳定，触发电路结构简单，控制灵活， 精度高。已获得业界的广泛认可。并在很多的工业控制中得到很好的运用。关键词：三相全控桥 MCS51 单片机 动态显示 晶闸管保护The single-chip microcompute

3、r control 3-phases fullcontrolledtrigger system designAbstract：As technology advances, the demand for DC increasingly more, its control accuracy increasingly high requirements. Power electronics technology in industry and agriculture has also been widely used. This article focuses on MCU based on MC

4、S-51 series chips control 80C51 fully controlled three-phase bridge rectifier circuit of the trigger circuit and control circuit principle. The main advantage of this control is to stabilize the output waveform, trigger circuit structure is simple, flexible control with high precision. It has been w

5、idely recognized by the industry. In many industrial control and get good use.Keywords: Three-phase full-controlled bridge MCS-51 microcontrollerDynamic displaySCR Protection第一章 三相可控整流电路及晶闸管的介绍11 三相桥式整流电路晶闸管的特征1. SCR 通断条件关断一开通：Uak0同时Ugk0。由导通一关断的条件：使流过 SCR 的电流降低至维持电流以下。2. 闸管对移相触发脉冲电路的要求 ：（1）触发脉冲信号对门-

6、阴极来说必须是正极性的,即 UGK0。（2）触发信号应该有足够的功率（电压、电流），但不可以超过 门-阴极安全工作区为限。（3）触发信号应该有一定的宽度一般为2050p s。对于感性负 载，触发脉冲的宽度应大于晶闸管阳极电流从零点上升到擎住电流 的时间，脉冲的总宽度应小于100p s。（4）触发脉冲的前沿要陡，有强触发的能力。（5）触发脉冲应与被触发晶闸管阳-阴极的电压同步，并通过控 制电压Uc,脉冲保证能有足够的移相范围。（ 6 ）不触发时，触发脉冲电路输出加到晶闸管门-阴极间的漏电 压应小于 0.150.25V。1.2 三相桥式全控整流电路1. 三相桥式全控整流电路电阻性负载电路图如图 1

7、-2图 1 2 三相桥式全控整流电路原理图2 . 三相桥式全控整流电路晶闸管的选择(1) 晶闸管额定电压U = (23) U =(23)、6 X120 =588882VTNTm6取 UTN=800V(2) 晶闸管的额定电流查表知 K=0.367I = (1.52) K I = (1.52)X0.367X37=20.427.2AT(VA)d取 I =50AT(VA)故选Kp50-7晶闸管元件3三相桥式全控整流电路原理分析(以a=0时的情况为例)1） 负载波形分析如图 1-3图13三相桥式全控整流电路（带电阻性负载a=0时的波形）（2）三相全桥在不同时段对触发脉冲的要求如表1-1所示时段IIIII

8、IwV共阴极组中导通的晶闸管VTVT1VT3VT3VT5VT5共阳极组中导通的晶闸管VT6VT2VT2VT4VT4VT整流输出电压UdUaUbU Ua- cUb-UcUb-UaU Ubc - bUc-Ub=Uab=Uac=Ubc=Uba=Uca=Ucb表 11 三相全桥在不同时段对触发脉冲的要求3）脉冲时序图见 1-4VT1VT3VT5VT1VT3VT6VT2VT4VT6VT2VT4 11:1 - :111:4 1r-i:Fi1:I1 11 11! ! 11 ;!；：:i15:：1r11t1i 5:；!:!：；!：! : 1 ; 1 | 图1-4卩1r911I：61!：1J脉冲时6序图1: i

9、 i i啓第二章 80C51 芯片介绍2.1 内部资源：一个 8 位的 CPU4kbytes 程序存储 (ROM)128bytes 的数据存储器 (RAM)21 个专用寄存器( SFR )PL 0匚PL 1 c5l. 2 匚PI. 3 cPl. 4 匚Pk 5匚Pl.6 匚Pl.7 e RT/Vpi）匚 F3. O/RXJJ 匚 P3. I/TXD c4 个八位的并行口 P0 、P1 、P2 和 P3 一个全双工串行通信口2个 16 位的定时器/计数器5 个中断源P3. 2/HTO eH H/iVri 匚 巴L4/T0 cF：L矽口匚P3. em 匚P3, 7/FW 匚XTAL cXTAL1

10、匚Vss匚VciPO. 0P0. 1旳一 2FU 3呛dPD. 3PO. 6m. 7jWFWGPSEN巴! 一 7P2. fi吆5P2. 4P2. 3吃一 2F2.P2. 0图 2-1 80C51 芯片引脚图2.2 工作条件：1电源： +5V 直流电源。2时钟：一般分为两种模式(内部方式和外部振荡方式)(1) 内部振荡方式：在端子XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器或 陶瓷振荡器。由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶 振后就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。电路图见 2-2(2) 外部振荡方式：把外部的时钟信号引入单片机内。对于HMOS 型芯片，外部振荡器的信号接XTAL2端，XT

11、AL1端接地。见图2-3。(3) 内部时间单位的计算方法：振荡频率fosc =石英晶体频率或外部输入时钟频率 振荡周期= 振荡频率的倒数1机器周期=12X1/ fosc2.3 单片机的复位（1）复位的方法：在RST引脚上加一个持续两个机器周期以上的 高电平脉冲，就可以使单片机被复位。（2）复位的分类：上电复位和手动复位。a 上电复位：接通电源后，自动实现复位操作。常用的复位电路 见图2-4所示。图中电容C和电阻R构成微分电路，在RC电路充电 过程中，RST端出现正脉冲，从而使单片机复位。b 手动复位：常用的手动复位电路图如2-5 所示。上电后，由于 电容的充电和充电和反向门的作用，使 RST

12、持续一段时间的高电平。 但单片机在运行过程中，按下复位键后松开，也能使RST保持一段 时间的高电平，从而实现复位。c 采用专用的复位芯片 MAX810 复位： 它可以在上电、掉电和节电情况下向微控制器提供复位信号。当电 源电压低于预设的门槛电压时，器件会发出复位信号，直到在一段 时间内电源电压又恢复到高于门槛电压为止。电路图见 2-6 。图2-4上电复位图2-5手动复位2.3 时钟复位电路的选择在此次设计中我们采用的时钟电路为内部振荡方式，外接的石 英晶体为12MHZ，可知其1机器周期=12X1/ fosc=lus。复位电路为手动复位电路，在上电后，由于电容的充电和充电和 反向门的作用，使 R

13、ST 持续一段时间的高电平。但单片机在运行过 程中，按下复位键后松开，也能使 RST 保持一段时间的高电平，从 而实现复位。第三章 控制系统原理31系统结构框图单片机控制的晶闸管触发系统控制部分主要由80C51单片机、 同步信号检测电路、触发脉冲电路 4X3输入键盘、LED显示电路 部分组成，如下图所示，单片机通过检测电路获知同步信号，依据 所要控制的三相全控整流电路的要求，通过编程实现预定的程序流 程，在相应时间段内通过单片机I/O端输出触发脉冲信号。3.2 单片机I/O 口分配表端口引脚名称作用P0P0.0-P0.7数码管显示输出P1P1.0-P1.7键盘输入控制角P2P2.6-P2.7数码管动态控制P2.0-P2.5六路脉冲输出P3P3.3同步信号输入表3-1单片机I/O分配表3.3系统工作说明：附录 1 给出单片机控制的移相触发脉冲控制系统电路图。单片机选用80C51,共有40个引脚，4KB内存。1 硬件说明（1）键盘：控制角输入P1 口作为4X3键盘接口，其中用P1 口 的P1.0到P1.2 口作为键盘的列输入口，P1.4到P1.7 口作为键盘 的行输入口。（2）数码管显示电路：检测到键入控制角之后，通过P0 口对其 进