三相桥式全控整流电路设计.doc

1、三相桥式全控整流电路设计摘要电子技术的应用已深入到工农业经济建设，交通运输，空间技术，国防现代化，医疗，环保，和人们日常生活的各个领域，进入新世纪后电力电子技术的应用更加广泛，因此对电力电子技术的研究更为重要。近几年越来越多电力电子应用在国民工业中，一些技术先进的国家，经过电力电子技术处理的电能己达到总电能的一半以上。本文主要介绍基于MCS51系列单片机TC787芯片控制的三相桥式全控整流电路的主电路和触发电路的原理及控制电路，软件部分由C51高级语言编程。具体运行由工频三相电压经变压器后在芯片控制下在不同的时刻发出不同的脉冲信号去控制相应的SCR可控硅整流为直流电给负载供电。此种控制方式其主

2、要优点是输出波形稳定和可靠性高抗干扰强的特点。触发电路结构简单，控制灵活，温度影响小，控制精度可通过软件补偿，移相范围可任意调节等特点，目前已获得业界的广泛认可。并将在很多的工业控制中得到很好的运用。关键词：晶闸管 MCS51单片机 触发角 三相全控桥 烟台大学毕业论文（设计）ABSTRACTThe application of electronic technology has deep into the agricultural economic construction, transportation, space technology, national defense moderni

3、zation, medical, environmental protection, and Peoples Daily life in all areas, enter the new century power electronic technology, so more widely in power electronic technology research is more important. In recent years, more and more application in the national power electronics industry, some adv

4、anced technologies of the country, after processing of electric power electronic technology has reached more than half the total energy. This paper mainly introduces the MCU based on MCS - 51 series three-phase TC787 chip controlled rectifier bridge type all control circuit and the circuit principle

5、 of trigger circuit and control circuit and software consists of senior programming language C51. Specific operation by frequency voltage transformer in the three-phase after under control chip at different moments of the pulse signal to control the SCR silicon rectifier is corresponding to load pow

6、er DC. The control mode is the main advantages of high stability and reliability of output waveform characteristics of strong anti-jamming. Trigger circuit structure is simple, flexible control, temperature, control accuracy can be compensated by software, can adjust arbitrarily limits have won the

7、wide recognition. And in many industrial control will get to good use.Keywords: thyrister MCS - 51 single-chip Microcontroller triggering Angle three-phase fully-controlled bridge烟台大学毕业论文（设计）目录第一章 绪论11.1 研究背景和意义11.2 晶闸管发展的现状11.3 电力电子技术的前景11.4 晶闸管的应用2第二章 主电路设计及原理42.1 主电路设计42.2 三相桥式全控整流电路电感性负载82.3 小结1

8、1第三章 基于芯片TC787的三相六脉冲晶闸管触发电路设计133.1 TC787芯片介绍133.2 基本参数和特点133.3 引脚排列、功能和用法143.4 内部结构及工作原理简介153.5 基于TC787的三相六脉冲晶闸管触发电路的设计与调试16第四章 控制及显示系统原理204.1 89C51芯片介绍204.1.2 管脚说明204.1.3 振荡器特性224.1.4 芯片擦除224.2 A/D转换234.3 LCD1602显示254.4 控制及显示系统设计274.4.1 系统结构框图284.4.2 单片机I/O口分配表284.4.3 系统工作说明28第五章 单片机软硬件抗干扰技术305.1 产

9、生软硬件干扰分析305.2 单片机系统软件的抗干扰315.3 单片机系统中硬件抗干扰设计35第六章 系统软件设计386.1 主程序设计386.2 A/D转换程序39第七章 结论40致谢41参考文献42附录4339烟台大学毕业论文（设计）第一章 绪论1.1 研究背景和意义基于TC787芯片设计三相桥式全控整流触发电路和基于89C51单片机设计控制及显示电路，将触发角和整流输出电压在LCD上显示。1.2 晶闸管发展的现状在晶闸管出现前，用于电力变换的电子技术已被应用：1904年出现的电子管(Valve)，能在真空中控制电子流，并且应用于通信和无线电领域，从而开始了电子技术的先河。以后出现的水银整流

10、器（Mercury-vapour thyratrons），其性能和晶闸管挺相似的。在30年代至50年代，是Mercury-vapour thyratrons发展并迅速大量应用的时期。它广泛应用于电化学行业、电气铁道直流变电行业及轧钢用直流电动机传动领域，甚至用于直流输电。各种整流电路、逆变电路、周波变流电路的理论己经发展完善并且广范应用。在晶闸管出现之后的很长一段时期内，所有使用电路的形式仍然是以这些形式为主。除水银整流器能将交流电变成直流电外，还有发现更早的像电动机-直流发电机组，即是变流机组。对应的是旋转变流机组，静止变流器的称呼从Mercury-vapour thyratrons开始并沿

11、用至今。1947年在美国贝尔实验室发明了晶体管（Transistor），引发了整个电子技术领域的一场革命；晶闸管（1957年）SCR（Silicon Controlled Rectifier）能够通过门极控制其触发开通，但三再通过门极不能控制其关断，属于半控型器件。现在承受的电压、电流容量最高的器件仍然是晶闸管，并且工作很可靠，所以大量使用许多大容量场合。1.3 电力电子技术的前景高频率、大容量、低损耗、小体积（芯片利用率高）、易驱动、模块化是现在电力电子器件发展的目标。减小电力电子器件的开关损耗是基于新的控制技术的使用，例如软开关技术；通过谐振电路后能使器件在零电压（ZVS）或零电流（ZCS

12、）的状态下进行开或者关。高效、节能、小型化和智能化是目前电力电子应用系统的方向发展。1.4 晶闸管的应用交通运输：整流装置被采用在电气机车中的直流机车中，变频装置被采用在交流机车上。铁道车辆也广泛应用直流斩波器。现在高速发展的磁悬浮列车，电力电子技术的应用更是一项关键技术。车辆中的蓄电池的充电也离不开电力电子装置，其各种辅助的电源也都离不了电力电子技术。电力电子装置控制电动汽车的电机进行电力变换和驱动控制。控制电机被多次应用在一台高级汽车中，它们也需靠着斩波器和变频器驱动并且控制。不同型号的电源也被应用在飞机、船舶上，所以航海和航空全部离不开电力电子技术。如果交通运输工具包括电梯，电力电子技术

13、也要被应用。以前直流调速系统被大量应用于电梯，最近几年交流变频调速被广泛应用。一般工业：直流电动机的调速性能很好，给其供电的电力电子装置都是可控整流电源或者是直流斩波电源。近年来迅速发展的电力电子变频技术，使得交流电机的调速性能可以与直流电机相当，使得交流调速技术被大量应用并且占据着主导的地位。像电解铝、电解食盐水等电化学工业在大量使用着直流电源。大容量整流电源被急需用在冶金工业中的高频或中频感应加热电源、直流电弧炉电源及淬火电源等场合。电镀等一些装置也需要整流电源。电力系统：电子电力系统中广泛的应用了大量电力电子的技术。末了客户在使用电能的时候，经常性的进行预处理。如无功补偿、滤波、降压等等

14、。据统计，在一些发达国家中用户末了小号的电能里有70%经过了一次电力电子变流装置的一般处理。现代化的电力电子系统中，关键技术之一就是电力电子技术。可以这样地说，离开电力电子技术，现代化的电力系统是不可想象的。大容量、长距离输电时直流输电有很大的优势，其逆变阀的受电端和整流阀的送电端全都采用晶闸管的变流装置。现在发展起来柔性的交流输电能够大幅度的提高电网输稳定性和电能力。手段：连续、精确、快速地控制大容量无功和有功等性能的实现对系统的功率流向、潮流变化、阻尼振荡、输送能力的性能加以提高和改进。像有源的滤波器（APF Active Power Filter）一可进行应用端的谐波抑制和无功补偿。各种

15、开关的电源和不间断着的电源（UPS），应用这一类的最为普遍。像各类电力电子装置大致都用不同的电压等级直流的电源提供电。现在高频开关电源己被采用了全控型器件，以前晶闸管整流电源被用在通信设备中的程控交换机。现在小型计算机的内部电源、大型的计算机应用的工作电源也全部采用了高频开关电源。在一些电子装置中，以前线性稳压电源被大量采用供电，因为高频的开关电源重量轻、体积小、效率高，现在线性电源己被慢慢取代了。家用电器：家用的电器中起着重要地位的有照明。因为电子照明的电源发光效率高、体积小、可以节约大量能源，经常被叫做“节能灯”，传统的日光灯和白炽灯正被逐渐取缔。家用电器里被大量应用电子技术，像变频空调器

16、。家用计算机、音响设备、电视机、等电子设备电源模块也大量需要电力电子技术。此外，有些微波炉、电冰箱、洗衣机等电器也都大量应用了电力电子技术。利用和开发新能源：传统发电的方式有水力发电、火力发电以及后来兴起的核能发电。能源危机以后，各种可再生能源、新能源以及新型的发电方式逐渐受到重视。其中风力发电、太阳能发电的发展比较快，备受关注的还有燃料电池。风力发电和太阳能发电因环境有限制，产生的电力质量比较差，改善电能的质量必须经常用储能的装置缓冲，这样就需要用到电力电子技术。要是和电力系统联网的时候，也离不了电力电子技术。为了水力发电资源能被合理地利用，最近抽水储能发电站备受重视。像里面的大型的电动机调

17、速和起动都需要电力电子技术。未来里一种储能方式超导储能，它将用强大的直流电源提供电，电力电子技术也离不了。核聚变反应堆在产生注入能量和强大磁场时，需要一些大容量脉冲的电源，电力电子装置就是这种电源。某些特殊场合和科学实验，特种电源被大量应用。第二章 主电路设计及原理2.1 主电路设计其原理图如图2-1所示。图2-1 三相桥式全控整流电路原理图将其中的3个晶闸管（VT1、VT3、 VT5）的阴极连接在一起称为共阴极组；的3个晶闸管（VT4、VT6、VT2）的阳极连接在一起称为共阳极组。此外，晶闸管习惯上要按照从1至6的顺序导通，因此按图2-1所示的顺序将晶闸管编号，就是与a、b、c三相电源相接的

18、共阴极组的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5，与a、b、c三相电源相接的共阳极组的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。在以后的分析就能了解，按图2-1编号，晶闸管的导通顺序为 VT1VT2VT3VT4VT5VT6。每个工作周期中对于每相二次电源来说，即有负电流，也有正电流，所以没有直流磁化的问题，提高了绕组的利用率。1 三相桥式全控整流电路带电阻负载=0时的情况图2-2 三相桥式全控整流电路（带电阻负载=0时的波形）1）带电阻负载时的工作情况表2-1三相桥式全控整流电路电阻负载=0时晶闸管工作情况时段共阴极组中导通的晶闸管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阳极组中导通的晶闸管VT6

19、VT2VT2VT4VT4VT6整流输出电压UdUaUb=UabUaUc=UacUbUc=UbcUbUa=UbaUcUb=UcaUcUb=Ucb（1）=0时的情况对于共阳极组的3个晶闸管，阴极所接交流电压值最低的一个导通。对于共阴极阻的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通。从线电压波形看，线电压中最大的一个为Ud，因此Ud的波形为线电压的包络线。任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态。其余的均处于断开状态。触发角的起点，还是要从自然换相点来开始计算，注意正负方向都有自然换相点。（2）三相桥式全控整流电路的特点：. 两个同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各有一个导

20、通，且不能为同相的两个否则没有输出。. 对触发脉冲的要求：. 按VT1VT2VT3VT4VT5VT6的顺序，相位依次差60。. 共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120。. 同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180。. Ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，所以三相全桥电路称为6脉波整流电路。. 需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲（采用两种方法：一种是宽脉冲触发（大于60）。. 另一种是双脉冲触发（常用）：在Ud的6个时间段，均给应该导通的SCR提供触发脉冲，而不管其原来是否导通。所以每隔6

21、0就需要提供两个触发脉冲。. 实际提供脉冲的顺序为：VT1，VT2VT2，VT3VT3，VT4VT4，VT5VT5，VT6VT6，VT1VT1，VT2，不断重复。. 晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同为：UFM =URM=2.45 U22 三相桥式全控整流电路带电阻负载=30时的情况图2-3 三相桥式全控整流电路（带电阻负载=30时的波形）晶闸管起始导通时刻推迟了30，组成的每一段线电压因此推迟30。从Ut1开始把一周期等分为6段，Ud波形仍由6段线电压构成，每一段导通晶闸管的编号等仍符合表2-1的规律。变压器二次侧电流iu波形的特点：在VT1处于通态

22、的120期间，iu为正，iu波形的形状与同时段的Ud波形相同，在VT4处于通态的120期间，iu波形的形状也与同时段的Ud波形相同，但为负值。3 三相桥式全控整流电路带电阻负载=60时工作情况Ud波形中每段线电压的波形继续后移，平均值继续降低。=60时Ud出现为零的点。（因为在该点处，线电压为零）4 三相桥式全控整流电路带电阻负载60时工作情况当60时，如=90时电阻负载情况下的工作波形如图2-4所示：图2-4三相桥式全控整流电路带电阻负载=90时的波形小结： 当60时，Ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与Ud波形一样，也连续； 当60时，Ud波形每60中有一段为零，Ud波形不能出现负值；

23、 带电阻负载时三相桥式全控整流电路角的移相范围是120。2.2 三相桥式全控整流电路电感性负载1 三相桥式全控整流电路电感性负载时的工作情况：当60时：Ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压Ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样；区别在于：由于负载不同，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流波形不同。电感性负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。图2-5三相桥式全控整流电路带电感性负载=0时的波形图2-6三相桥式全控整流电路带电感性负载=30时的波形图2-7三相桥式全控整流电路带电感性

24、负载=60时的波形图2-8三相桥式全控整流电路带电感性负载=90时的波形（1）当60时：电感性负载时的工作情况与电阻负载时不同，Ud时波形不会出现负的部分，而电感性负载时，由于电感L的作用，Ud波形会出现负的部分；带电感性负载时，三相桥式全控整流电路的角移相范围为90。因为在=90时，Ud波形上下对称，平均值为零。（2）基本参数关系当整流输出电压连续时（即带电感性负载或带电阻负载60时）的平均值为：Ud=U2Sintd(t) =2.34U2cos 带电阻负载且60时，整流电压平均值为：Ud=U2Sintd(t) =2.34U2 1cos ()输出电流平均值为：Id =2 三相桥式全控整流的电流

25、有效值当三相整流变压器供电，变压器次级接为星形，初级接三角形以减少三次谐波的影响，带电感性负载时，变压器二次侧电流波形，为正负半周各宽120前沿相差180的矩形波，其有效值为： I2= Id= 0.816 Id晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。三相桥式全控整流电路接反电势电感性负载时，在负载电感足够大足以使负载电流连续的情况下，电路工作情况与电感性负载时相似，电路中各处电压、电流波形均相同，仅在计算Id时有所不同，接反电动势电感性负载时的Id为：Id =（式中和分别为负载中的电阻值和反电动势的值）2.3 小结变压器二次侧每相有两个匝数相同、极性相反（同名端相反）的绕组。分别构成a、

26、b、c和-a、-b、-c两组。电路中设置了平衡电抗器来保证两组三相半波电路能同时导电，每相的触发脉冲，从第一个正自然换相点开始计算起，分别为1、3、5和2、4、6。这样，在不同的时刻导通的SCR分别为6，1、1，2、2，3、3，4、4，5、5，6、6，1。实际上，通过每个时刻的等效电路，发现和分析变压器漏感作用时的电路十分类似，输出电压Ud的瞬时电压为导通两相电压瞬时值的平均值。第三章 基于芯片TC787的三相六脉冲晶闸管触发电路设计3.1 TC787芯片介绍TC787是采用独有的先进IC工艺技术，并参照国外最新集成移相触发集成电路而设计的单片集成电路。它可单电源工作，亦可双电源工作，主要适用

27、于三相晶闸管移相触发和三相功率晶体管脉宽调制电路，以构成多种交流调速和变流装置。它们是目前国内市场上广泛流行的TCA785及KJ(或KC)系列移相触发集成电路的换代产品，与TCA785及KJ(或KC)系列集成电路相比，具有功耗小、功能强、输入阻抗高、抗干扰性能好、移相范围宽、外接元件少等优点，而且装调简便、使用可靠，只需一个这样的集成电路，就可完成3只TCA785与1只KJ041、1只KJ042或5只KJ(3只KJ004、1只KJ041、1只KJ042)(或KC)系列器件组合才能具有的三相移相功能。因此，TC787可广泛应用于三相半控、三相全控、三相过零等电力电子、机电一体化产品的移相触发系统

28、，从而取代TCA785、KJ004、KJ009、KJ041、KJ042等同类电路，为提高整机寿命、缩小体积、降低成本提供了一种新的、更加有效的途径。3.2 基本参数和特点电路单双源均可工作，单电源8V-18V，双电源4V9V。 三相触发脉冲调相角可在0-180之间连续同步改变。 识别零点可靠，可方便地用作过零开关。 器件内部设计有交相锁定电路，抗干扰能力强。可用于三相全控触发（6脚接VDD），也可用于三相半控触发（6脚接地）。 电路具有输出保护禁止端，可在过流过压时保护系统安全。 TC787输出为调制脉冲列，适用于触发晶闸管及感性负载。 A型器件典型应用于同步信号为50Hz，B型器件典型应用于

29、同步信号为400Hz。 调制脉冲或方波的宽度可根据需要通过改变电容Cx而选择。（1） TC787适用于主功率器件是晶闸管的三相全控桥或其他拓扑电路结构的系统中作为功率晶闸管的移相触发电路。它可同时产生六路相序互差60的输出脉冲。（2） TC787在单双电源下均可工作，使其适用电源的范围较广泛。输出三相触发脉冲的触发控制角可在0180范围内之间连续同步改变。对零点的识别可靠，使它也可作为过零开关使用。器件内部设计有移相控制电压与同步锯齿波电压交点（交相）的锁定电路，抗干扰能力强。电路自身具有输出禁止端，使用户可在过电流、过电压时进行保护，保证系统安全。（3） TC787具有A型及B型器件，使用户

30、可方便地根据自己应用系统所需要的工作频率来选择（工频时选A型器件，中频100400Hz时选B型器件）。TC787输出为脉冲列，适用于触发晶闸管及感性负载.（4） TC787可方便地通过改变引脚6的电平高低来设置其输出为双脉冲还是单脉冲。3.3 引脚排列、功能和用法 TC787是一标准双列直插式18引脚的集成电路。它的引脚排列见图3-1，引脚的名称、功能及用法如下。图3-1 TC787的引脚排列（1）同步电压输入端：引脚1（Vc）、引脚2（Vb）及引脚18（Va）分别为三相同步输入电压连接端，应用中分别经输入滤波后的同步电压，同步电压的峰峰值应不超过TC787或TC788的工作电源电压VDD。（

31、2）脉冲输出端：在半控单脉冲工作模式下，引脚8（C）、引脚10（B）、引脚12（A）分别为与三相同步电压正半周对应的同相触发脉冲输出端，而引脚7（B），引脚9（A），引脚11（C）分别为与三相同步电压负半周对应的反相触发脉冲输出端。当TC787被设置为全控双窄脉冲工作方式时（双窄脉冲相隔60），引脚8为与三相同步电压中C相正半周及B相负半周对应的两个脉冲输出端；引脚11为与三相同步电压中C相负半周及B相正半周对应的两个脉冲输出端；引脚9为与三相同步电压中A相同步电压负半周及C相电压正半周对应的两个脉冲输出端；引脚7为与三相同步电压中B相电压负半周及A相正半周应的两个脉冲输出端；引脚10为与三相

32、同步电压中B相电压正半周及A相负半周对应的两个脉冲输出端。（3）控制端1） 引脚5（Pi）为输出脉冲禁止端。该端用来进行故障状态下封锁TC787的输出，高电平有效，应用中接保护电路的输出。2） 引脚14（Cb）、引脚15（Cc）、引脚16（Ca）分别为对应三相同步电压的锯齿波电容值的大小决定了移相锯齿波的斜率及幅值，应用中分别通过一个相同容量的电容接地。3） 引脚6（Pc）为TC787工作方式设置端。当该端接到高电平时，TC787输出双脉冲；而当该端接低电平时，输出单脉冲。4） 引脚4（Vr）为移相控制电压输入端。该端输入电压的高低，决定了TC787输出脉冲的移相角，应用中接给定环节的输出，其

33、电压幅值最大为TC787的工作电源电压Vdd。5） 引脚13（Cx）。该端连接的电容Cx的容量决定着TC787输出脉冲的宽度，电容的容量越大，则脉冲宽度越宽。（4）电源端该芯片可单电源工作，亦可双电源工作。单电源工作时引脚3（Vss）接地，而引脚17（VDD）允许施加的电压为818V。双电源工作时，引脚3（Vss）接负电源，其允许施加的电压幅值为49V，引脚17（VDD）接正电源，允许施加的电压为49V。3.4 内部结构及工作原理简介TC787的原理框图见图3-2。由图可见，在它们内部集成了三个过零和极性检测单元、三个锯齿波形成单元、三个比较器、一个脉冲发生器、一个抗干扰锁定电路、一个脉冲形成

34、电路、一个脉冲分配及驱动电路。它们的工作原理可简述如下：经滤波后的三相同步电压通过过零和极性检测单元检测出零点和极性后，作为内部三个恒流源的控制信号。三个恒流源输出的恒值电流给三个等值电容Ca、Cb、Cc恒流充电，形成良好的等斜率锯齿波。锯齿波形成单元输出的锯齿波与移相控制电压Vr比较后取得交相点经集成块内部的抗干扰锁定电路锁定，保证交相唯一而稳定，使交相点以后的锯齿波后移相电压的波动不影响输出。该交相信号与脉冲发生器输出的脉冲（TC787为调制脉冲）信号经脉冲形成电路处理变为三相输入同步信号相位对应且与移相电压大小适应的脉冲信号送到脉冲分配及驱动电路。假设系统未发生过电流、过电压后其他非正常

35、情况，则引脚5禁止端的信号无效，此时脉冲分配电路根据拥护在引脚6设定的状态完成双脉冲（引脚6为高电平）或单脉冲（引脚6为低电平）的分配功能，并经输出驱动电路功率放大后输出，一旦系统发生过电流、过电压或其他非正常情况，则引脚5禁止信号有效，脉冲分配及驱动电路内部的逻辑电路动作，封锁脉冲输出，确保集成块12、11、10、9、8、7六个引脚输出全为低电平。图3-2 TC787原理框图3.5 基于TC787的三相六脉冲晶闸管触发电路的设计与调试由TC787构成的三相六脉冲触发电路如图3-3所示。380V三相交流电经过同步变压器变压为30V的同步信号a1，b1，c1后，经过电位器RP1，RP2，RP3及

36、RCT型网络滤波接人到TC787的同步电压输入端，通过调节RP1，RP2，RP3可微调各相电压的相位，以保证同步信号与主电路的匹配。Ca，Cb，Cc为积分电容，它们决定了TC787芯片的锯齿波的线性、幅度，因此，为了保证锯齿波有良好的线性及三相锯齿波斜率的一致性，Ca，Cb，Cc3个电容值的选择的相对误差要非常小。为了达到产生的锯齿波线性好、幅度大且不平顶，Ca，Cb，Cc电容值最好选为0.15uF。连接在13脚的电容Cx决定输出脉冲的宽度，Cx越大，脉冲越宽，但脉冲宽度太宽会增大驱动级的损耗，所以Cx的值应在3300pF-0.01uF范围，在这里选用0.01uF。调节RP可以使输入4脚的电压

37、在0-5V之间连续变化，从而使输出脉冲在0-180之间变化，7-12脚的输出端有大于20mA的输出能力，采用6只驱动管扩展电流，经脉冲变压器隔离后将脉冲输出。图3-3 TC787构成的三相六脉冲晶闸管触发电路按图3-3焊接好电路然后检查无误后，先把控制旋钮调到零位（即RP1，RP2，RP3,RP接入电路中的电阻最大），然后接通电源，用示波器观察各输出端的脉冲波形是否正常。图3-4 TC787产生的锯齿波图3-4是在实验室用.示波器测得的TC787引脚14-16的波形图3-5脉冲变压器输出脉冲图3-5是在实验室用示波器测得的TC787引脚7-12产生的脉冲经脉冲变压器后输出的脉冲波形元件选择注意

38、事项：（1）为了减小在使用中电路受到干扰，触发电路与主电路最好采用同一形号的形连接的变压器，以便可能减小电路的谐波。（2）电路采用集中式恒流源向积分电容充电，经测试，电流在180uA左右，相对误差小于5u，所以为了保证三相锯齿波的一致性，选取积分电容的相对误差应小于5%。50Hz时，电容可取0.15uF左右，较高频率时，为了保证电容积分幅值，电容应减小。（3）移相电压的调整幅度应与积分电容上锯齿波的幅值一致。考虑到电路在积分电容上放电的离散性，移相电压的零电位应比电路的负电源正200mV。即移相范围在0.23V左右。（4）脉冲发生器的电容Cx决定了调制脉冲宽度或方波输出宽度，电容大则宽度宽，在

39、频率为50Hz情况下，接0.01uF的电容，其输出宽度约为0.5ms，若需要输出在0180范围内满幅可调，则Cx的值应大于0.2uF。（5）电路的半控全控和禁止等控制端，不应在使用时悬空。（6）输出端有不小于20mA的输出电流，驱动管要可靠的导通和截止，电路输出的限流电阻和管子的值应与电路相适配。在实际使用过程中我们发现锯齿波形成环节是保证整流输出电压波形稳定的重要条件。由于TC787芯片的锯齿波的线性、幅度由 Ca, Cb, Cc电容决定，因此为了保证锯齿波有良好的线性及三相锯齿波斜率的一致性，选择 Ca, Cb, Cc时要求其 3个电容值的相对误差要非常小（必须进行筛选），以产生的锯齿波线

40、性好、幅度大且不平顶为宜 , Ca、Cb、Cc电容量的参考值为0.15 uF。若要求锯齿波幅度小 ,可减小Ca、Cb、Cc电容值 ；若要求锯齿波产生平顶 ,则增大Ca、Cb、Cc电容值。脉冲宽度是由Cx 电容来决定的。当Cx 为0.01uF时 ,所产生的脉冲宽度约为1ms。若需加大或减小脉宽 ,可增大或减小 Cx 电容值。本触发板中Cx电容值为0.01u。在调试过程中，首先接上直流电源，不加三相同步电压，此时，测量18脚，1脚，2脚的直流电平是否近似相等，参考值为18V左右。然后加上同步电压，调整电位器 W1，W2，W3使18脚、1脚、2脚的三相同步电压对称，并且使18脚、1脚、2脚的同步信号

41、滞后同步变压器付边相应同步信号30，最后检查6个输出引脚是否互差60的脉冲信号输出。第四章 控制及显示系统原理4.1 89C51芯片介绍AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方

42、案。图4-1 89C51芯片引脚4.1.1 主要特性寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器 全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定 4kbytes 程序存储(ROM)128bytes的数据存储器(RAM)21个专用寄存器（SFR）4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 低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 4.1.2 管脚说明VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

43、P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入

44、时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表4-1

45、所示：表4-1 P3口引脚特殊功能管脚备选功能P3.0 RXD串行输入口P3.1 TXD串行输出口P3.2 /INT0外部中断0P3.3 /INT1外部中断1P3.4 T0记时器0外部输入P3.5 T1记时器1外部输入P3.6 /WR外部数据存储器写选通P3.7 /RD外部数据存储器读选通P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此

46、频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。4.1.3 振荡器特性 XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二