单片机在市电过零检测并驱动可控硅进行功率调节的应用综述
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单片机中的功率控制技术与应用单片机是一种具有微处理器核心、存储器、输入/输出设备以及各种外设接口的集成电路。
它在工业自动化、电子设备、通信网络等各个领域中得到广泛应用。
功率控制在电子设备设计中起着至关重要的作用,它能够有效管理能源的使用,实现资源的高效利用。
本文将介绍单片机中的功率控制技术及其应用。
一、直流电源的功率控制直流电源是单片机电路中常用的电源类型之一。
为了更好地控制直流电源的功率,常常采用电压调节、电流控制和开关控制等技术。
电压调节是一种常见的功率控制技术,通过调节直流电源的输出电压来实现功率的控制。
可以采用反馈电路来实时检测输出电压并进行相应的调整,保持输出电压的稳定性。
电流控制是另一种常用的功率控制技术。
通过测量电路中的电流,并通过反馈电路控制电流的大小,实现功率的控制。
这种方法可以避免因电压波动引起的功率变化,保证电流稳定。
开关控制技术在功率控制中也有广泛应用。
通过开关元件的通断控制,可以实现对电源的开关与功率控制。
开关控制技术能够灵活地响应负载需求,实现动态的功率管理。
二、交流电源的功率控制除了直流电源,交流电源在电子设备中也十分常见。
在单片机中,为了实现对交流电源的功率控制,需要采用不同的调制技术。
脉宽调制技术(PWM)是一种常用的功率控制技术。
通过改变脉冲的占空比,可以调节信号的功率大小,从而实现对交流电源的功率控制。
这种技术简单有效,广泛应用于各种交流电源调节电路中。
零点调制技术是另一种常见的功率控制技术。
该技术通过检测交流信号的过零点,并在其附近进行调制,实现对功率的控制。
这种技术能够减少电路中的谐波,提高功率因数,提高电源的效率。
三、功率控制技术在单片机应用中的案例1. 家庭电器控制:通过单片机实现对家庭电器(如空调、电视等)的功率控制,可以实现智能化管理。
例如,可以根据用户的需求,在特定时间段内控制电器的开关与功率,实现节能与便利。
2. 工业自动化:在工业自动化中,单片机常用于控制电机的功率。
过零检测及单片机调压pcbomb 发表于2007-2-4 12:03:00 阅读全文(20)| 回复(0)| 引用通告(0)|编辑转自高奇论坛首先用PWM(脉宽调制)方法用于可控硅控制是有条件的,即调制频率不能大于市电频率(50Hz),也就是周期不能小于20mS,否则就不能达到调制作用,调制频率超过市电频率时,可控硅即处于连续导通状态而不能达到调压目的。
只有调制频率低于市电频率才能起到调压目的,即限制市电的周波通过可控硅的数量而起到调压的目的。
因此用该种方法调制的电压周波数一定是小于50HZ,超过了人眼视觉暂留效应,此就是用于调光产生闪烁的原因。
该调压方法用在调功或对脉动电压不敏感的用途上尚可。
如果采用可控硅调压用在调光上,须采用移相的调制方法,可使光连续可调。
采用移相方法就需过零检测作为移相基点。
过零检测其实并不难,如果要求调压比不是很高采用简单的方法即可奏效;用一只三极管即可。
用单片机进行移相调压控制可以做得很精。
/********************************************************************************/#i nclude <pic.h>__CONFIG (CPD&PROTECT&BOREN&MCLRDIS&PWRTEN&WDTEN&INT IO);/********************************************************************************///void init (void);/********************************************************************************///bit fg_pw,fg_vs,fg_zq;volatile unsigned char fg_count;volatile unsigned int time1_temp,buff;/********************************************************************************/#define powon GPIO|=0B00110000#define powoff GPIO&=0B00001111#define vpp GPIO2#define feedback GPIO0/********************************************************************************/ void init (void){ CLRWDT();TRISIO=0B11001111;WPU=1;IOCB=4; //使能过零信号中断VRCON=0;PIE1=1;OPTION=0;INTCON&=7;INTCON|=0B10001000;CMCON=7;T1CON&=1;T1CON|=0x10;}/*********************************************************************************/ void interrupt isr_power (void){ GPIO=GPIO;if (TMR1IF&&TMR1ON){ TMR1IF=0;if (fg_pw){ if (!fg_vs){powon;fg_vs=1;TMR1L=112;TMR1H=0xfe;} //触发宽度400US(25 6+144)else{fg_vs=0;powoff; //关闭TMR1ON=0;}}else {powoff;fg_count=0;}}if (GPIF){ GPIF=0;if (fg_pw){fg_zq=1;TMR1H=(time1_temp>>8);TMR1L=(time1_temp&0xff);//if (vpp==0) TMR1H-=3; //上下沿检测,下沿时间补偿(3*256)USTMR1ON=1;}else{ if (vpp) {TMR1ON=1;TMR1L=TMR1H=0;} //l-->helse{time1_temp=(TMR1H<<8|TMR1L); //h-->lTMR1ON=0;TMR1L=TMR1H=0;time1_temp=~time1_temp; //同步信号周期检测(时间)time1_temp+=1000; //一个半周时间中缩短1MS开始触发buff=time1_temp;if (++fg_count>=4) fg_pw=1;//连续周期检测4次}}}}/************************************************************************************/ void main (void){ unsigned int i;TMR0=0;init();while (1){ if (fg_pw&&fg_zq){ fg_zq=0;if (feedback) {if(time1_temp<0xffff-1000) time1_temp+=20;}//功率(电压)上限else{if (time1_temp>buff)time1_temp-=20;} //功率(电压)下限for (i=1000;i!=0;i--) {;}init();}}}。
一种基于51LPC单片机的可控硅电流过零检测相位控制张一峰
【期刊名称】《中国集成电路》
【年(卷),期】2016(0)5
【摘要】本文介绍了一种基于51LPC单片机的可控硅电流过零检测相位控制.该方法可以有效地解决传统的电压过零检测带来的相位偏差问题,借助C51微处理器的低成本、应用支持方便等特点,创新的电流过零检测的相位控制方式,可以提高控制精度和系统的稳定性,可广泛应用于电动机,照明,白色家电,水泵,阀门控制,电动工具,工业控制等.
【总页数】5页(P48-52)
【作者】张一峰
【作者单位】瑞能半导体有限公司上海分公司,上海,200070
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于51LPC单片机的智能供水控制器的设计与实现 [J], 杨金泉;李淑芬
2.基于单片机单相交流过零检测及脉冲输出电路设计 [J], 罗威;杨风;焦丽丽
3.51LPC单片机的一种波特率自适应方法 [J], 赵培宇;李其华
4.基于IIDG电流相位控制的配电网故障电流抑制方法 [J], 李桓; 彭克; 张新慧; 柳劲松; 徐丙垠; 赵艳雷
5.基于电流过零检测的新型交流稳压电源设计 [J], 刘立平;车一鸣;赵志;崔凤来因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
单片机在市电过零检测并驱动可控硅进行功率调节的应用综述摘要:利用可控硅可实现通过控制低电压直流电使高电压交流电开启或关闭,相比继电器的控制方法可控硅具有更经济、无高次谐波产生、不干扰通讯设备的优点,并且通过对市电是否过零进行检测,通过可编程器件触发可控硅可以实现功率调节。
本文综述了一些常用的市电过零检测的方法,及如何通过单片机产生中断来触发可控硅进行功率的调节。
关键词:单片机;可控硅;过零检测;功率调节由于单片机体积小功耗低数据处理速度快的优点在工业现场被广泛的使用。
单片机在工业流程控制的应用,与手动控制相比,它有准确、及时、迅速等诸多方面的优点。
市电通过过零检测电路检测到过零时,电路向单片机发出中断申请,单片机通过定时器延时选择导通角从而调节可控硅导通系数。
通过这种方法不仅能控制交流电的通断,并且还能调节电路的输出功率。
笔者通过工程试验提出以下市电过零检测的方法,和单片机控制可控硅的调节功率的方案。
1可控硅开关原理可控硅是一种以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件,创制于1957年,由于它特性类似于真空闸流管,所以国际上通称为硅晶体闸流管,简称可控硅T。
又由于可控硅最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件,简称为可控硅SCR。
在性能上,可控硅不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件(俗称“死硅”)更为可贵的可控性。
它只有导通和关断两种状态。
可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备,如果超过此频率,因元件开关损耗显著增加,允许通过的平均电流相降低,此时,标称电流应降级使用。
由于可控硅共有三个PN结,分析原理时,可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成。
当阳极A加上正向电压时,BG1和BG2管均处于放大状态。
此时,如果从控制极G输入一个正向触发信号,BG2便有基流ib2流过,经BG2放大,其集电极电流ic2=β2ib2。
因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连,所以ib1=ic。
采用单片机控制可控硅的调光电路目前市面上有很多线路简单、价格低廉的调光灯,其调光方式主要有3种:一是利用可控硅改变电压导通角,二是利用变压器调节供电电压,三是利用电位器直接分压。
较理想的方式是通过可控硅调整电压导通角来实现调光。
可控硅调光的调光原理是通过可调电阻改变电容充放电速度,从而改变可控硅的导通角,控制灯泡在交流电源一个正弦周期内的导通时间,即而达到灯光调节的目的。
下面主要采用可控硅实现电灯亮度调节。
使用者通过按键控制电灯开、关,通过按键控制灯光的亮度。
可控硅直接接在220V交流电路上,但是单片机采用低电压供电,因此需要采用一定的隔离措施,将220V强电与5V弱电隔离。
系统使用MOC3051作为强电与弱电的隔离器。
MOC3051系列光电可控硅驱动器是美国摩托罗拉公司推出的器件。
该系列器件的显著特点是大大加强了静态dv/dt能力。
输入与输出采用光电隔离,绝缘电压可达7500V。
该系列有MOC3051及MOC3052,它们的差别只是触发电流不同,MOC3051最触发电流为15mA,MOC3052为l0mA。
MOC3051系列可以用来驱动工作电压为220V的交流双向可控硅。
MOC3051可直接驱动小功率负载,也适用于电磁阀及电磁铁控制、电机驱动、温度控制、固态继电器、交流电源开关等场合。
由于能用TTL电平驱动,它很容易与微处理器接口,进行各种自动控制设备的实时控制。
该调光电路是通过单片机控制双向可控硅的导通角来实现亮度调节的,如下图所示。
整个电路主要包括可控硅控制电路及过零检测电路。
图中MOC3051是摩托罗拉公司生产的光电耦合芯片,用以可靠驱动可控硅并实现强弱电隔离。
单片机P1.6口负责驱动光耦,控制可控硅导通和关断。
在灯泡主回路中,灯与可控硅串联、可控硅导通角的变化会改变灯光亮度。
XS1是外供交流220V电源的接入口。
为了精确控制可控硅的导通角,电路还加入过零检测电路,如图5-9所示。
交流电源从XS2引入并送入两片光耦,注意两光耦的输入端是反相的。
基于单片机单相交流过零检测及脉冲输出电路设计【摘要】目前,可控硅做为大功率电子器件在工程中得到广泛应用,其触发方式在许多交流设备中都采用过零触发方式,而其控制多通过对触发脉冲的脉宽调节来实现。
本文介绍一种由单片机控制的过零检测及脉冲输出电路。
本设计包括硬件和软件设计两部分。
硬件部分包括电源电路、过零检测电路、控制电路、脉冲波输出电路等部分组成。
处理器采用51单片机,设计完成了过零检测,并能输出脉宽度从1ms~10ms某一种满足控制要求的脉冲波。
【关键词】51单片机;过零检测;脉冲The design of single-phase alternating current zero crossing detection and pulse output circuit based on single chip microcomputerNorthern University of China,College of computer and control engineering Luo-wei Yang-feng Jiao-LiliAbstract:at present,thyristor as power electronic devices are widely used in engineering,the trigger mode in many communication equipment using zero crossing trigger mode,and its control by the pulse width trigger pulse conditioning to achieve.A microcomputer controlled by the zero crossing detection and pulse output circuit is introduced in this paper.The design includes two parts of hardware and software design.The hardware includes the power circuit,the zero crossing detection circuit,control circuit,pulse output circuit.The processor uses 51single chip microcomputer,completed the design of zero crossing detection,and can output pulse width from 1ms to 10ms one to meet the control requirements of pulse wave.Keywords:51 single-chip;microcomputer;zero crossing detection;pulse1.引言当今社会,科学技术飞速发展、日新月异。
单片机控制可控硅单片机(Microcontroller)是一种集成了处理器、存储器和各种输入输出接口功能于一体的微型电子电路芯片。
它通过编程,可以实现对其他外部器件的控制。
而可控硅(Silicon-controlled rectifier,简称SCR)是一种电子元件,主要用于电能控制和电能变换。
单片机控制可控硅是一种常见且实用的控制技术。
在控制可控硅时,单片机可以根据需要控制可控硅的导通和断开状态,从而实现对电路中电能的控制和变换。
下面将详细介绍单片机控制可控硅的原理、应用以及优势。
一、单片机控制可控硅的原理单片机控制可控硅的原理是利用单片机的GPIO(General Purpose Input/Output)口来控制可控硅的门控信号。
当单片机的GPIO口输出高电平时,可控硅接收到高电平信号,从而导通;当GPIO口输出低电平时,可控硅接收到低电平信号,从而断开。
具体来说,单片机通过编程设置GPIO口的电平状态,可以控制可控硅的导通和断开时间。
通过控制导通和断开时间的比例,可以控制电路中电能的传输和变换。
二、单片机控制可控硅的应用1. 交流电调光控制在交流电调光控制中,可控硅被用来控制灯光的亮度。
通过单片机控制可控硅的导通时间比例,可以实现灯光的亮度调节。
这种应用常见于家庭、办公室及商业场所的照明系统。
2. 交流电机速度控制可控硅还可以用于交流电机的速度控制。
通过调节可控硅的导通时间比例,可以改变电机的驱动电压,从而实现电机的速度调节。
这在工业自动化、机械控制中得到广泛应用。
3. 直流电源调节单片机控制可控硅还可以用于直流电源的调节。
通过控制可控硅的导通时间,可以实现对直流电源输出电压的精确调节。
这在电子设备、通信设备等领域中非常常见。
三、单片机控制可控硅的优势1. 灵活性强单片机控制可控硅可以灵活调节其导通时间比例,从而实现对电路中电能的精确控制。
通过编程,可以方便地调整控制策略,满足不同需求。
载波通信技术及其在消防照明系统的应用张 超 陈永明(厦门大学 机电工程系 福建 厦门 361005)摘 要: 介绍电力线载波通信技术,由于电力线载波技术具有通信距离远、不需要外接通信线路等优点而广泛应用。
提出一套基于电力线载波通信技术的消防智能照明系统。
依据单路复用思想,设计一款过零点斩波通讯电路,在波形过零点的时段进行主从节点通信,从而达到控制各个消防照明灯的作用;设计各个模块的功能,并用VC++语言设计照明控制界面。
关键词: 电力线载波;消防照明;过零检测中图分类号:TM715 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1210115-021 电力线载波通信电力线载波通信,是通过电力线载波实现信息、信号传递的一种通信方式的统称。
该技术是指把不同信号加载在电力线上,利用电力线载波特点,进行不同信号的传输。
使用电力线调制解调器,能够分离出不同的信号,把各种不同的信号送到相应的设备中。
电力线网络由于其覆盖网络广,拥有巨大的利用价值。
国外对电力线通信的研究已有近百年的历史,在技术和理论上都有着较大的优势。
但由于我国电网的独特性,直接引用国外先进产品和技术并不能取得理想的效果。
目前国内更加重视电力线载波技术的研究,越来越多的研究所以及高校进入了这块领域的研究。
本文采取了电力线斩波技术,该技术除了传统电力线载波技术优点以外,还有如下几个优点:1)抗干扰能力强。
当220V市电电压波形过零时,截断电 2.2 双向可控硅电源触发电路源灯的供电,进入通信模式,由于此时电压小,所以模块之间该电路的工作原理为:单片机响应用户参数设置,单片机通信抗干扰能力强。
接收到中断信号时,进入中断响应程序,控制VCC的通断。
当2)通信实践短。
我们仅截取2ms的时间进行各模块通信数VCC接通时,光耦导通,从而双向可控硅控制门G处于高电压,据之间的传输,传输数据少,效率高,能够基本达到实时控T1、T2导通,使消防灯亮起;当VCC断开时,光耦断开,从而双制。
你知道吗?过零检测对可控硅调光的意义过零检测在开关电源电路中通常是被用来进行电路或者频率检测用。
而在可控硅调光电路中,过零检测的作用同样重要。
那么在可控硅调光中过零检测的目的是什么?是否能够通过PWM来进行控制从通过改变高低电平来对可控硅通断进行控制呢?想要弄清过零检测在可控硅调光中的作用目的,首先就需要了解过零检测。
过零检测一般发生在工频电源中,如日常生活中的开关灯,都是在不经意间切断或接通市电,看似简单,但如果仔细考虑,就会发现当电源电压刚好到达最大值时电路被切断或被接通,对负载的冲击很大,大功率负载更严重。
那么对感性负载或容性负载而言,其问题的严重程度可想而知,同样的其对电源的冲击干扰是一样的。
所以开、关动作在电源电压值降为0或趋于0时进行是最好的。
日常中并没有问题发生是因为所使用的电器功率相对偏小,但是其所产生的电磁干扰却一直存在,尤其是可控硅开关,还周期性地随意通断,制造电磁污染。
所以过零检测的意义和作用就在于此。
不含过零检测功能的电路是无法控制可控硅并实现过零通断的。
从上面的文章中可以看到,过零检测对于可控硅调光来说是非常必要的。
可控硅导通后不受控制,关断条件是电流小于最小维持电流。
对普通灯泡来说也就是过零时刻。
至于使用PWM来进行控制方面,是可以实现的。
在设定的周期Tc内,Tc通常为一秒,触发信号使主回路接通几个周波(几个完整的正弦波),再断开几个周波(几个完全的正弦波),改变晶闸管在设定周期内的通断时间比例,以调节负载上交流电的平均功率,即可达到调节负载功率的目的。
相信通过本文的介绍,各位设计者已经意识到过零检测对于可控硅调光的重要性。
当再次进行可控硅调光中的过零检测时,不妨回想一下本文中介绍的内。
可控硅内部过零检测与门电路-回复可控硅(SCR)是一种常用的功率半导体器件,广泛应用于交流电路的开关控制中。
在控制SCR的导通与关断过程中,需要准确检测交流电压的过零点,以确保在合适的时机触发SCR。
过零检测与门电路是一种常用的电路设计,它能够对交流电压信号进行精确的过零点检测,并在合适的时刻触发SCR的导通。
本文将详细介绍可控硅内部过零检测与门电路的工作原理和应用。
一、可控硅的基本概念和原理可控硅是一种具有双向导通特性的开关器件,由于其结构简单、控制电流小、承载能力大等优点,被广泛应用于各种交流电路中。
可控硅是一种四层结构的器件,由P-N-P-N的结构组成。
在正向偏置的情况下,可控硅处于导通状态,当施加一个触发脉冲信号时,可控硅将从导通状态转为截止状态。
可控硅的导通和关断过程受控制信号的作用,在设计中需要准确的触发时机。
二、可控硅内部过零检测与门电路的基本原理过零检测与门电路是一种使用可控硅内部结构自带的二极管来检测交流电压正、负半周是否过零的方法。
可控硅内部结构存在反向二极管,当交流电压为正半周时,反向二极管不导通,可控硅内部无源电路不受任何影响;当交流电压为负半周时,反向二极管导通,可控硅内部电路受到触发。
三、可控硅内部过零检测与门电路的具体实现过零检测与门电路的基本原理是利用可控硅自带的二极管来检测交流电压的过零点,并将这一信息传递到可控硅的控制端。
具体实现方式可以有多种,下面介绍一种常用的电路设计。
1.过零检测电路部分:过零检测电路一般采用光电隔离器和纽扣式电池供电。
该电路采用光电二极管和光敏三极管构成的电阻分压网络,通过比较非正弦近似正弦波电压与一个参考电压来判断是否交流电源过零点。
当交流电压穿过参考电压时,光电二极管部分导通,输出高电平信号;当交流电压低于参考电压时,光敏三极管部分导通,输出低电平信号。
这样就判断出交流电压的过零点。
2.门控信号生成电路部分:门控信号生成电路是根据过零检测电路输出的高低电平信号来控制SCR的触发。
过零检测电路有什么⽤?为什么要检测过零点?过零检测电路的作⽤作⽤⼀:过零检测电路可实现电机的调速过零检测电路在电⼒电⼦整流电路中⽤的⾮常⼴泛,在由晶闸管触发电路组成的三相整流电中就是当电压过零时给过零检测芯⽚⼀个标准的零电压的起始点,依据这个起始点来控制晶闸管导通⾓的⼤⼩。
从⽽可以控制直流电机的速度。
这种过零检测电路主要应⽤于带有PG⽆级调速电机的电控系统中,可为系统调节电机的转速提供依据。
如下图所⽰就是⽤⽰波器抓取的过零检测电路的波形图,电压波形每通过零时刻就会触发出⼀个脉冲波形,就是通过这个脉冲来控制主电路的负载,达到调速的⽬的。
作⽤⼆:过零检测电路可电路输出功率进⾏调节由过零检测电路来控制晶闸管的导通⾓,通过导通⾓来控制功率输出的⼤⼩。
如下图所⽰,在过零检测电路输出的矩形波期间⽤脉冲发⽣电路产⽣脉冲控制晶闸管的导通时间从⽽能有效地控制功率的输出。
作⽤三:过零检测电路可实现光电耦合器触发电路通过光电耦合器也可以实现过零检测电路,当在交流电正半周期时电路图中上⾯的光电耦合器PC817⼯作导通,然后通过反相器在正半波过零时刻会产⽣⼀个⾼电压脉冲;当在交流电负半周期时下⾯的光电耦合器PC817⼯作导通,然后通过反相器在负半波过零时刻会产⽣⼀个⾼电压脉冲,就这样电压每过零时刻就会产⽣脉冲来触发控制可控硅的导通。
过零点检测的原因通过以上的三个过零检测电路的实例可知,过零检测电路⽤的场合最多的地⽅就是在晶闸管组成的各种控制电路中,因为在这样的电路中过零点是⼀个⽐较特殊的时刻,只要严格地控制这个时刻的脉冲就可以在交流电的整个周期控制晶闸管的导通,从⽽可以控制调光、调压、调速以及控制功率的输出等。
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使用光耦Multisim仿真电路网友建议电容代替那只47K的电阻,330欧电阻直接短路.因为电容的恒流效果,电容压降吗?电阻限流的缺点是过零脉冲的宽度与检测电压值相关.可以用一只0.1u/400v的无极性电容作恒流限流.可获得宽度稳定的窄脉冲.示波器波形参考/bibis/moredata30_1162505_62938.shtml================================================================ ================================方法一:过零检测的作用可以理解为给主芯片提供一个标准,这个标准的起点是零电压,可控硅导通角的大小就是依据这个标准。
也就是说塑封电机高、中、低、微转速都对应一个导通角,而每个导通角的导通时间是从零电压开始计算的,导通时间不一样,导通角度的大小就不一样,因此电机的转速就不一样。
1. 电路原理图2. 工作原理简介D5、D6电压取自变压器次级A、B两点 (~14v),经过D5、D6全波整流,形成脉动直流波形,电阻分压后,再经过电容滤波,滤去高频成分,形成C点电压波形;当C点电压大于0.7V时,三极管Q2导通,在三极管集电极形成低电平;当C点电压低于0.7V时,三极管截止,三极管集电极通过上拉电阻R4,形成高电平。
这样通过三极管的反复导通、截止,在芯片过零检测端口D点形成100Hz脉冲波形,芯片通过判断,检测电压的零点。
3. 各元器件作用及注意事项3.1 D5、D6前期选用1N4148,由于耐压偏低,损坏后出现运行灯闪烁(风机失速保护)和所有指示灯闪烁(无过零信号保护)等故障,因此今后设计和维修都必需选择1N4007。
3.2 Q2可选用9014三极管或D9D贴片三极管;该三极管开路、短路都会造成开机后内风机不转,一分钟后出现失速保护。
只要元件不用错,该电路一般不会出问题。
方法二:如下图所示为按上述思想设计的电压正向过零检测电路。
可控硅、过零检测电路
单⽚机⼯作者论坛
在⼯业控制当中,很多涉及到PWM输出,例如,电机的调速等,⽽对于交流电来说,不能像直流电那样,直接做PWM输出,否者会出现输出不稳定,电压忽⾼忽低的现象,这样的话及不能得到需要的输出,还可能会对设备造成损坏,对只有三级调速的应⽤当中,可以采⽤继电器来控制,但这只能是三级(三相),不能做到⽆极调速,同时继电器还有⼏个缺点,1、响应慢2、容易出现电弧 3、噪声⼤ 4、成本⾼等
⽽采⽤可控硅控制电路,可以避免以上所有缺点,安全、可靠、
在可控硅应⽤当中过零检测是⼀个不可或缺的组成,过零检测电路是⼀个检测交流电信号电压由正到负或有负到正,电压经过零点的电路,通过该信号以达到对可控硅的有效控制。
过零检测单片机控制可控硅电路
过零检测单片机控制可控硅电路是一种常见的电力电子技术,主要用于实现对交流电的精确控制。
这种电路的主要组成部分包括过零检测电路、单片机和可控硅模块。
首先,过零检测电路的作用是检测交流电的过零点。
当交流电从正半周期转为负半周期或从负半周期转为正半周期时,会经过一个零点,此时电压为零。
过零检测电路就是利用这个特性,通过检测电压的变化来判断过零点的位置。
然后,单片机是整个电路的控制中心。
它根据过零检测电路的信号,计算出合适的触发时刻,然后输出相应的脉冲信号来控制可控硅的导通和关断。
单片机通常使用PWM(脉宽调制)技术来实现对可控硅的精确控制。
通过改变脉冲的宽度,可以改变可控硅的导通时间,从而改变交流电的有效值。
最后,可控硅模块是电路的执行部分。
它接收到单片机的脉冲信号后,会在适当的时刻导通,使电流流过负载。
可控硅的特点是可以在很小的电流下就能导通,而且导通后的电压降很小,因此非常适合用于电力电子设备。
总的来说,过零检测单片机控制可控硅电路是一种非常实用的电
力电子技术,它可以实现对交流电的精确控制,广泛应用于各种电力电子设备中,如调光器、变频器、电机控制器等。
可控硅内部过零检测与门电路可控硅(Triac)是一种高功率电器,常用于交流电路中的开关控制。
可控硅内部过零检测与门电路是一种常见的电路结构,在可控硅转换开关状态时实现过零检测和门电路控制,以提高设备的性能和稳定性。
本文将详细介绍可控硅内部过零检测与门电路的原理、结构和应用。
可控硅内部过零检测与门电路的原理是基于交流电特性和可控硅工作原理的。
在交流电中,电流和电压是周期性变化的,有正负两个半周。
可控硅用于交流电路中,当电压达到一定阈值时,可控硅开始导通,允许电流通过。
因此,为了确保可控硅能够以正确的时间点进行开关,必须在交流信号过零点时触发可控硅的开关信号。
过零检测与门电路可以实现这一功能。
可控硅内部过零检测与门电路的结构包括一个过零检测电路和一个门控电路。
过零检测电路用于检测交流电信号的过零点,并产生一个触发信号。
门控电路接收过零检测电路的触发信号,并根据需要生成开关信号来控制可控硅的导通和截止。
过零检测电路通常采用零交叉检测器或光耦隔离器。
零交叉检测器是一种基于运算放大器的电路,通过比较输入交流信号与参考电压的大小来判断过零点的位置。
光耦隔离器基于光电转换原理,将输入交流信号转换为光信号,并通过光耦隔离器中的光敏二极管检测过零点。
不论采用哪种方式,过零检测电路的输出信号都是一个短脉冲,用于触发门控电路。
门控电路根据过零检测电路的触发信号来生成可控硅的控制信号。
门控电路常使用逻辑门电路或触发器实现。
逻辑门电路包括与门、或门、非门等,通过组合这些逻辑门电路可以实现不同的控制策略。
触发器是一种存储电路,可以记住之前的状态和输入信号,通过特定的时序控制,实现复杂的控制逻辑。
可控硅内部过零检测与门电路在很多应用中发挥重要的作用。
例如,交流调光器就是一种使用可控硅和过零检测与门电路实现的设备,可以调节灯的亮度。
在电动机控制中,可控硅内部过零检测与门电路可以实现电机的启动和停止,改变电机的转速和方向。
此外,可控硅内部过零检测与门电路还广泛应用于家电、电源控制、电焊机等领域。
过零检测电路有什么用?为什么要检测过零点?过零检测电路用于检测交流电的零点,利用零点的配合可以实现负载功率控制我们日常使用的是220V/50HZ的交流电,是以50HZ频率不断变换的正弦波电压。
过零检测电路可以检测到交流电正半波和负半波交变时的过零点。
过零点在电子产品设计中大有用处哦!过零检测电路原理可以用光耦设计隔离型的过零检测电路,也可以用三极管设计简易的过零检测电路。
光耦设计隔离型的过零检测电路:•使用两个光耦可以得到交流电的正、负半波变换的零点。
•交流电为正半波时上方光耦(U2)工作,光耦输出为低电平,当交流电接近零点时光耦(U2)停止工作,输出高电平。
•交流电为负半波时下方光耦(U3)工作,光耦输出为低电平,当交流电接近零点时光耦(U4)停止工作,输出高电平。
•交流电每次交变时,都得可以一个高电平输出。
三极管设计简易的过零检测电路:交流电的火线(L)经过一个整流二极管,通过电阻限流进入三极管的基极(B),当交流电为正半波时,三极管导通,交流电为负半波时,受整流二极管的阻隔,三极管载止;所以三极管的集电极可以得到50HZ的方波信号,方波的上升沿和下降沿都是交流电的过零点。
利用过零点控制双向可控硅导通角•交流电机的转速,发热管发热功率控制,都是需要交流电的过零点配合的。
•双向可控硅在交流电的正、负半波都可以导通。
只要在正弦波周期给双向可控硅提供一个触发脉冲信号,双向可控硅就会导通,在过零点的时候,双向可控硅又会自动关闭。
利用双向可控硅这些特性就可以控制交流电机转速或者发热管功率。
•设计可控硅驱动程序的时候,需要通过过零检测电路检测交流电的零点信号,检测到交流电零点后,根据转速或者功率需要,延时一定时间再给双向可控硅提供触发信号。
75%功率:检测到零点后,延后2.5ms触发可控硅导通(半个正弦波为10ms),交流电只有1/4的时间通过负载。
50%功率:检测到零点后,延后5ms触发可控硅导通(半个正弦波为10ms),交流电只有一半的时间通过负载。
过零检测可控硅温控代码
【实用版】
目录
1.引言:介绍过零检测可控硅温控代码
2.过零检测的原理
3.可控硅温控的原理
4.代码的实现过程
5.结论:总结过零检测可控硅温控代码的应用
正文
一、引言
过零检测可控硅温控代码是一种用于控制温度的电子技术,通过检测电流的零点,控制可控硅的导通与截止,从而达到控制温度的目的。
这种技术广泛应用于家电、工业生产等领域,有效地保证了设备的正常运行。
二、过零检测的原理
过零检测是指在交流电流中,当电流从正值变为负值或从负值变为正值时,这个瞬间的电流值为零,我们称之为电流的零点。
过零检测就是检测这个电流零点的技术。
三、可控硅温控的原理
可控硅,也叫做晶闸管,是一种四端半导体器件,具有电压控制的开关特性。
当控制电压达到一定值时,可控硅导通,当控制电压低于一定值时,可控硅截止。
利用这个特性,我们可以通过控制可控硅的导通与截止,来控制电流的大小,从而达到控制温度的目的。
四、代码的实现过程
过零检测可控硅温控代码的实现,主要包括以下几个步骤:
1.通过过零检测电路,检测电流的零点。
2.将检测到的电流零点信号,输入到可控硅的控制端。
3.根据输入的电流零点信号,控制可控硅的导通与截止。
4.通过对可控硅的控制,实现对温度的控制。
五、结论
过零检测可控硅温控代码,是一种有效的温度控制技术,它利用过零检测的原理,控制可控硅的导通与截止,实现对电流的控制,从而达到控制温度的目的。
用单片机实现数字SCR(可控硅)的过零控制
于会山;陈汉东
【期刊名称】《山东师范大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】1996(011)003
【摘要】提供了一种通用的过零检测与SCR同步触发的硬件电路。
叙述了用8
031单片机实现数字SCR过零控制的方法,以及硬件电路设计和软件设计思想,并明确这种控制方法的特点。
【总页数】2页(P108-109)
【作者】于会山;陈汉东
【作者单位】聊城师范学院光通信研究所;济南铁路天龙集团设计中心
【正文语种】中文
【中图分类】TN344
【相关文献】
1.利用单片机实现可控硅导通角控制 [J], 陈晓英;王德江;陈骁峰
2.一种基于51LPC单片机的可控硅电流过零检测相位控制 [J], 张一峰
3.用单片机 MCS—48实现SCR—D可逆调速系统的数字触发 [J], 孟庆春;陈政石
4.8098单片机在实现要可控硅过零控制中的应用 [J], 李益华;文炼红
5.基于单片机的可控硅全控桥数字触发控制系统 [J], 刘政;黄席樾
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单片机在市电过零检测并驱动可控硅进行
功率调节的应用综述
摘要:利用可控硅可实现通过控制低电压直流电使高电压交流电开启或关闭,相比继电器的控制方法可控硅具有更经济、无高次谐波产生、不干扰通讯设备的优点,并且通过对市电是否过零进行检测,通过可编程器件触发可控硅可以实现功率调节。
本文综述了一些常用的市电过零检测的方法,及如何通过单片机产生中断来触发可控硅进行功率的调节。
关键词:单片机;可控硅;过零检测;功率调节
由于单片机体积小功耗低数据处理速度快的优点在工业现场被广泛的使用。
单片机在工业流程控制的应用,与手动控制相比,它有准确、及时、迅速等诸多方面的优点。
市电通过过零检测电路检测到过零时,电路向单片机发出中断申请,单片机通过定时器延时选择导通角从而调节可控硅导通系数。
通过这种方法不仅能控制交流电的通断,并且还能调节电路的输出功率。
笔者通过工程试验提出以下市电过零检测的方法,和单片机控制可控硅的调节功率的方案。
1可控硅开关原理
可控硅是一种以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件,创制于1957年,由于它特性类似于真空闸流管,所以国际上通称为硅晶体闸流管,简称可控硅T。
又由于可控硅最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件,简称为可控硅SCR。
在性能上,可控硅不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件(俗称“死硅”)更为可贵的可控性。
它只有导通和关断两种状态。
可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备,如果超过此频率,因元件开关损耗显著增加,允许通过的平均电流相降低,此时,标称电流应降级使用。
由于可控硅共有三个PN结,分析原理时,可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成。
当阳极A加上正向电压时,BG1和BG2管均处于放大状态。
此时,如果从控制极G输入一个正向触发信号,BG2便有基流ib2流过,经BG2放大,其集电极电流ic2=β2ib2。
因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连,所以ib1=ic。
此时,电流ic2再经BG1放大,于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。
这个电流又流回到BG2的基极,表成正反馈,使ib2不断增大,如此正向馈循环的结果,两个管子的电流剧增,可控硅使饱和导通。
由于可控硅只有导通和关断两种工作状态,所以它具有开关特性。
2过零触发电路的实现
2.1通过光电耦合器进行过零检测
过零检测电路的最终目标是实现当50Hz的交流电压通过零点时取出其脉冲。
电路中采用两个光电耦合器实现过零控制,其工作原理(图2.1)是:交流电源
经过R12加到2个反并联的观点二极管上,在交流电源的正,负半周,二极管D1和D2轮流导通,从而使三极管T1和T2也轮流导通,在导通器件V0端输出低电平,只有在交流电源过零的瞬间,2个二极管均截止,V0端输出高电平,因此V0端得到周期为10ms 的脉冲信号,该信号送至89C51的INTO 引脚,每秒向AT89C51申请100次中断,以实现每S100次的中断控制周期。
在所设计的过零电路中,每当电源电压过零点时就产生准确的过零脉冲,且工作稳定能满足本系统的工作要求。
2.2通过三极管进行过零检测
如果对过零检测的精度要求不是很高的话,还可也采用三极管进行过零检测,这样的电路简单并且成本得到了有效的控制。
如图2.2当交流电过零信号A 通过R1、R2进行限流C2滤去杂波,当有过零信号时三极管BG1截止,VCC 通过D1直接输送给BG2时P0.0产生低点平从而触发单片机中断。
2.3 通过比较器进行过零检测
当可控硅用于调节灯的亮度是,通过普通的方法进行过零检测有可能会误差较大从而使灯不停的闪烁或抖动这时就应该采用比较器检测过零信号。
如图2.3当电源产生过零信号时比较器Un 输出低电平,Um 检测到低电平时又Um 输出低点平从而触发单片机中断。
3 单片机触发可控硅的方法
3.1 控制角的测量
由于双向可控硅最终要由单片机来控制,这就要求单片机计算出每控制1度角所对应的时间常数。
简便方法是利用外部中断INTl 和定时器T1来接收同步脉冲信号,Tl 则进行内部计数即定时方式。
首先选择晶振,交流电每半波占用的时间为O.OlS 而定时器的最大计数值65536,则计数脉冲频率,f=65536/0.01s=
6.55 M 。
由于计数脉冲由晶振通过内部分频电路获得,所以理论上晶振通过内部分频电路获得,理论上晶振f=12×6.55=78.6M 。
从实际应用考虑,晶振选用12 M ,这样计数脉冲频率为1 M ,定时器Tl 模式选择方式1.当第一个同步 脉冲下降沿到来时,令TRl=1,启动定时器Tl ,当第二个同步脉冲下降沿来到时数器T1计数。
3.2可控硅导通角的控制
每度控制角的当量值确定后,就可以由单片机来控制双向可控硅控制角。
在补偿装置中,补偿量是由控制器事先算得的接地点电容电流Ic 决定的。
由 Ic 求得补偿装置电感的控制角a ,n 是系统正常时计算的,作为故障使用的依据。
当单相接地故障发生后。
控制器通过接口电路检测接地信号,打开同步信号入口,产生INTl 中断。
在INTl 中断里设置Tl 定时器工作在方式2下,使Tl 打开中断,启动定时器Tl_T1在第n 次中断开始时,即是控制角输出时刻,
所以将输出控制
位置置高电平。
经过延时后,再置成低电平,根据选定的脉冲宽度确定系数。
一般脉冲宽度取3~8,脉冲太窄会影响控制的可靠性如果脉冲太宽,在导通角很小时,会影响后半周导通角的控制。
4 结束语
由于单片机CPU控制导通角依赖于同步脉冲,从而同步脉冲在10-20角度之间。
前半周和后半周各有5-10的角度被覆盖,所以控制角度不应该出现在前半周结尾和后半周开始处。
利用单片机通过过零检测电路检测市电过零情况并且控制可控硅的导通可实现非常完好的交流电控制方法,此方法会在工业和生活中大量使用。
参考文献
[1] 黄利生.可控硅过零触发电路在炉温控制中的应用.金属制品.2001.6
[2] 赵琳娜.可控硅零电压开关减噪原理及实现.内蒙古民族大学学报(自然科学版).2002.1
[3] 潘献全,郭福忠.可控硅跳崖交流软启动开关的关键技术研究.西山科技.2001.5
[4] 陈晓英,王德江,陈晓峰.利用单片机实现可控硅导通角控制.辽宁工学院学报(自然科学版).2001.2
[5] 韦建兴,刘兰波.新型可控能耗制动调速系统.新技术新工艺.2000.9
控制工程
柳程奕。