单片机在晶闸管触发电路中的应用

基于单片机的晶闸管触发器的设计1 引言晶闸管也叫可控硅整流器．是目前工业应用中最为广泛的大功率变换器件。

晶闸管在烧结炉、电弧炉等整流场合主要采用移相触发控制，即通过调节晶闸管导通时刻的相位实现控制输出。

传统的晶闸管触发器采用模拟控制电路，无法克服其固有缺点。

数字式控制电路与模拟式相比，主要优点是输出波形稳定和可靠性高，但其缺点是电路比较复杂，移相触发角较大时控制精度不高。

随着单片机技术的发展，由单片机组成的控制电路的优势越明显，除具有与数字式触发电路相同的优点外，更因其移相触发角通过软件计算完成，触发电路结构简单，控制灵活，温漂影响小，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。

以三相桥式全控整流电路为例，介绍应用单片机组成晶闸管触发器硬件电路的设计，以及软件实现移相触发脉冲控制的方法。

2 单片机触发器的组成单片机控制的晶闸管触发器主要由同步信号检测、CPU硬件电路、复位电路和触发脉冲驱动电路4部分组成，如图l所示。

CPU通过检测电路获知触发信号，依据所要控制的电路要求，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，复位电路可保证系统安全可靠的运行。

3 移相触发脉冲的控制原理相位控制要求以变流电路的自然换相点为基准，经过一定的相位延迟后，再输出触发信号使晶闸管导通。

在实际应用中，自然换相点通过同步信号给出，再按同步电压过零检测的方法在CPU中实现同步，并由CPU控制软件完成移相计算，按移相要求输出触发脉冲。

图2为三相桥式全控整流电路，触发脉冲信号输出的时序也可由单片机根据同步信号电平确定，当单片机检测到A相同步信号时，输出脉冲时序通常采用移相触发脉冲的方法，即用一个同步电压信号和一个定时器完成触发脉冲的计算。

这在三相电路对称时是可行的。

因为三相完全对称，各相彼此相差120°，电路每隔60°换流一次，且换流的时序事先已知。

单片机在晶闸管触发电路中设计及应用在电力拖动系统、电炉控制系统中现已大量采用可控硅（晶闸管）元件作为可调电源向电动机或电炉供电，这种由晶闸管组成的控制系统，主要是利用改变可控硅的控制角θ来调节供电电压。

1 硬件组成及原理系统硬件组成如图1，只须在8031最小系统上加一块16位的定时／计数器8253和晶振电路，另加一块带一个14位定时／计数器的可编程RAM／IO扩展器8155，即可组成单片机的系统线路。

1．1 θ角定时控制角θ是滞后自然换相点的电角度，在工频条件下，它和时间tθ有如下线性关系：其中T是工频电源周期，θ是控制角。

由上式可知，由电角度θ就知道对应的定时时间tθ，则可利用定时／计数器就能实现对θ角的定时，这种用硬件定时的方法可大大节省CPU的在线工作时间。

8031本身有两个16位的定时／计数器T0和T1，若用它们定时，选用方式1工作，就为16 位的定时／计数器方式。

因为8031单片机一个机器周期由12个振荡周期组成，工作于定时状态，计数频率为振荡频率的1／12，而工作于计数状态，计数频率为振荡频率的1／24，所以当取晶振频率为6MHz，选用方式1定时工作状态时，可得：式中，T为工频周期，T＝20ms。

由于16位定时／计数器最大定时时间为65536，故最大定时角为：由此可见，用8031单片机T0、T1定时，移相范围大，而分辨率则受本机机器周期限制，再就是用于三相定时，2个定时／计数器也不够，故最后确定选用NEC8253C－2定时／计数器来实现θ角定时，8253是一个三通道的16位定时／计数器，以减1计数方式工作，三个通道刚好满足三相定时，而计数频率由外部晶振提供，不受系统频率限制，选用计数频率为4MHz，则分辨率和最大定时角分别为：由上可知，分辨率和移相范围都能达到令人满意的结果。

1．2 同步信号输入和触发脉冲输出本系统采用三相同步电路。

三相交流同步电源取自同步变压器的副绕组，经RC移相后使其过零点正好都对准六个自然换相点，再经三个电压比较器输出周期为 20ms的三相方波同步信号，送至单片机P1的P1．3～P1．5，由于同步信号跳变即为自然换相点，单片机检测这三位状态字，即可进行软件认相，并作出±A、±B、±C的标志，以供θ角定时和输出（触发）、控制之用。

单片机在晶闸管触发电路中的应用探讨作者：周宇来源：《数字技术与应用》2013年第08期摘要：21世纪，伴随着计算机技术的高速发展，计算机的衍生品也在快速的繁衍，这其中的代表作就是单片机。

单片机最主要的应用在晶闸管触发电路中，单片机被广泛应用于各个电器控制元件中，对电路控制系统发生了天翻地覆的变化起着重要的作用。

本文主要从单片机和晶闸管的概念入手，详细介绍了单片机的几种应用，单片机的晶闸管触发电路，具有高集成度、智能化、体积小、安全、迅速、可靠稳定等优点，日后必然会广泛应用到各行各业。

关键词：单片机晶闸管触发电路中图分类号：TN344 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）08-0069-02在经济高速发展的今天，电力行业占据着举足轻重的地位。

2008年南方暴雪灾害和汶川大地震中，电力行业的重要性已经得以充分体现，没有电现代社会不会有任何文明。

如何安全有效的利用电力成为大家竞相发展的方向，这其中电力控制系统就又显得尤为重要。

很多国际知名的电力公司的控制系统均采用晶闸管触发系统控制，这其中最主要的元件就是单片机的广泛应用。

由高度集成的单片机组成的触发控制系统避免了元件多、故障率高和智能化低的缺点。

这种控制系统可实现高分辨率的数字触发，大大减小了出现误触发的几率，提高运行的安全可靠性能。

据单片机做成的晶闸管触发电路系统具有各种优势，减少了以往控制系统的误操作的几率，能够使设备安全的运行，今后势必会发展到人们日常生活的各个方面。

1 单片机及晶闸管的主要内容单片机到底是什么东西呢？多数人会感觉很陌生，对其一无了解，感觉包含很高深的理论。

其实单片机无非就是一个电脑，只不过是缩小版的。

但是麻雀虽小，五脏却是俱全的。

单片机也有和电脑很多相同的部件，例如CPU，内存，还有用于记录指令的存储单元。

用户可以根据自身的特殊需要而设计一个单片机系统，其实就是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统，这就是单片机应用系统。

晶闸管触发电路1. 简介晶闸管触发电路是一种用于控制晶闸管导通的电路，它能够将小信号或控制信号转换成足够大的信号来触发晶闸管的导通。

晶闸管是一种双向可导电的电子开关，广泛应用于电力电子系统和工业自动化控制中。

晶闸管触发电路主要包括触发电路的设计和控制电路的设计两个部分。

触发电路的设计用于产生适当的触发信号，而控制电路的设计用于控制触发电路的工作。

本文将详细介绍晶闸管触发电路的原理、分类、设计和应用。

2. 触发电路原理晶闸管触发电路的工作原理是通过控制晶闸管的控制端来实现晶闸管的导通或关断。

当控制端施加一个正脉冲信号时，晶闸管会导通；当施加一个负脉冲信号或没有信号时，晶闸管会关断。

触发电路的基本原理是利用电容、电感、二极管等元件将控制信号转换为适当的触发信号。

常用的触发电路包括：•RC触发电路：使用电阻和电容的组合，将控制信号转换成具有一定斜率的触发脉冲。

•LC触发电路：使用电感和电容的组合，将控制信号转换成具有较高振幅的触发脉冲。

•金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）触发电路：利用MOSFET的特性，将控制信号转换成足够大的触发信号。

3. 触发电路分类晶闸管触发电路可以根据不同的分类方式进行分类。

3.1 按控制信号类型分类根据控制信号的类型，触发电路可以分为单脉冲触发电路和双脉冲触发电路。

•单脉冲触发电路：只需一个触发脉冲即可实现晶闸管导通。

常用的单脉冲触发电路包括RC触发电路和LC触发电路。

•双脉冲触发电路：需要两个触发脉冲来实现晶闸管导通。

常用的双脉冲触发电路包括寄生电容型触发电路和极性反转型触发电路。

3.2 按控制信号波形分类根据控制信号的波形，触发电路可以分为单脉冲、方波和脉冲串触发电路。

•单脉冲触发电路：控制信号为单一脉冲信号。

•方波触发电路：控制信号为方波信号，周期内可能包含多个脉冲。

•脉冲串触发电路：控制信号为多个周期形成的脉冲串信号。

3.3 按触发电路特点分类根据触发电路的特点，触发电路可以分为恒流触发电路、恒压触发电路和自供电触发电路。

单片机在生活中的应用调查报告单片机在全自动洗衣机中的应用实例自动洗衣机的洗衣程序洗衣机面板上有4个按钮K1、K2、K5和K6。

K1用于水流选择，分两档：普通水流和柔和水流；K2用于洗衣周期选择，可以选择洗涤、漂洗和脱水三个过程；K5是暂停开关；K6是洗衣程序选择键。

洗衣程序分为标准程序和经济程序。

洗衣机的标准洗衣程序是：洗涤——脱水——脱水——漂洗——脱水——漂洗——脱水。

经济洗衣程序少一次漂洗和脱水过程。

1．涤过程通电后，洗衣机进入暂停状态，以便放好衣物。

若不选择洗衣周期，则洗衣机从洗涤过程开始。

当按暂停开关键K5时，进入洗涤过程。

首先进水阀FV通电，打开进水开关，向洗衣杨供水；当到达预定水位时，水位开关K4接通，进水阀断电关闭，停止进水；电机MO接通电源，带动波轮旋转，形成洗衣水流。

电机MO是一个正反转电机，可以形成往返水流，有利于洗涤衣物。

2．脱水过程·洗涤或漂洗过程结束后，电机MO停止转动，排水阀MG通电，开始排水。

排水阀动作时，带动离合器动作，使电机可以带动内桶转动。

当水位低到一定值时，水位开关K4断开，再经过一段时间后，电机开始正转，带动内桶高速旋转，甩干衣物。

3．漂洗过程与洗涤过程操作相同，只是时间短一些。

全部洗衣工作完成后，由蜂鸣器发出音响，表示衣物已洗干净。

洗衣机控制器的硬件组成原理洗衣机控制器由单片机AT89S051为控制器的核心所构成，该控制器具有以下特点：（1）具有较强的抗干扰能力，当受到外部强干扰，程序出错时，可以自动使系统复位重新执行程序。

（2）采用无噪声、无电磁干扰的双向晶闸管作为控制元件，控制电磁阀和电机。

（3）具有欠压和过压保护，欠压时，控制器不工作；超压时，保护电路起作用。

（4）具有瞬间掉电保护功能，电源短时间停电后，电压恢复时，能够维持原运行程序的工作状态并继续完成洗衣程序。

（5）各种操作和洗衣机的运行状态均用LED显示。

，1．单片机AT89S051AT89S051内部含有2个多功能定时/计数器，2K字节的ROM和144字节的寄存器阵列。

单片机驱动晶闸管电路晶闸管是一种常用的电子元件，具有方便控制电流的特点，广泛应用于各种电气控制系统中。

而单片机是一种微型计算机，具有高集成度、低功耗等优点，可以实现对各种外部设备的控制。

本文将介绍如何使用单片机来驱动晶闸管电路，实现对电流的控制。

一、晶闸管的原理和特性晶闸管是一种具有双向导通特性的电子器件，可以控制电流的通断。

它由四个层的PNPN结构组成，当施加一个正向电压时，晶闸管会进入导通状态；当施加一个反向电压时，晶闸管处于阻断状态。

晶闸管的导通状态只需要一个触发脉冲即可实现，而且导通后会一直保持，直到外部电源断开或者施加一个反向电压。

二、单片机的原理和特性单片机是一种集成度很高的微型计算机，内部包含了CPU、存储器、输入输出端口等功能模块。

它可以通过编程控制各种外部设备，实现各种功能。

单片机具有工作稳定、功耗低、体积小等特点，非常适合用于电气控制系统中。

三、单片机驱动晶闸管电路的设计为了实现单片机对晶闸管的控制，需要设计一个合适的电路。

首先，需要给晶闸管提供适当的触发脉冲，使其进入导通状态。

通常可以使用单片机的IO口输出一个高电平信号作为触发脉冲，通过一个电阻和一个电容器构成的触发电路，控制触发脉冲的宽度和频率。

还需要设计一个电源电路，将单片机和晶闸管连接在一起。

单片机和晶闸管的工作电压一般是不同的，需要通过适当的电平转换电路将其连接起来。

同时，为了保护单片机和晶闸管不受电压的干扰，还需要添加适当的滤波电路和保护电路。

需要编程控制单片机的IO口输出高低电平，实现对晶闸管的控制。

通过调整触发脉冲的宽度和频率，可以实现对电流的精确控制。

同时，还可以通过添加传感器等外部设备，实时监测电流大小，实现闭环控制。

四、应用实例单片机驱动晶闸管电路在实际应用中非常广泛。

比如，可以用于交流电调光系统、交流电压调节系统、交流电动机控制系统等。

通过单片机的编程控制，可以实现对电流的精确控制，提高系统的稳定性和可靠性。

单片机驱动晶闸管电路单片机驱动晶闸管电路是现代电子技术领域中一种常见的电路应用。

晶闸管是一种可控硅，具有开关功能，可以通过控制信号来控制电流的通断。

单片机作为一种微型计算机，具有处理和控制能力，可以通过编程来控制晶闸管电路的工作。

在晶闸管电路中，晶闸管的控制极连接到单片机的输出引脚，通过改变输出信号的高低电平来控制晶闸管的导通和截止。

当单片机输出高电平时，晶闸管处于导通状态，电流可以通过晶闸管流过；当单片机输出低电平时，晶闸管处于截止状态，电流无法通过晶闸管。

通过改变输出信号的高低电平和控制信号的频率，可以实现对晶闸管的精确控制。

单片机驱动晶闸管电路的应用非常广泛。

例如，可以将其用于交流电调光控制系统中，通过控制晶闸管的导通角来改变电流的大小，从而实现对灯光的调节。

此外，还可以将其用于电机控制系统中，通过控制晶闸管的导通时间和截止时间，来控制电机的转速和方向。

在变频器、功率逆变器等电源系统中，也可以利用单片机驱动晶闸管电路来实现对电流和电压的精确控制。

在设计单片机驱动晶闸管电路时，需要注意以下几点。

首先，要根据晶闸管的参数和工作要求选择合适的单片机型号和工作电压。

其次，需要编写相应的程序代码，通过单片机的IO口输出合适的信号来控制晶闸管。

在编程过程中，需要注意控制信号的频率和占空比的设定，以确保晶闸管的稳定工作。

此外，还需要注意电路的保护措施，如增加过流保险丝、过压保护电路等，以防止电路损坏。

单片机驱动晶闸管电路是一种常见且实用的电路应用，可以通过单片机的控制来实现对晶闸管的精确控制。

通过合理设计和编程，可以将其应用于各种电子设备和系统中，提高系统的性能和稳定性。

希望本文对读者们理解和应用单片机驱动晶闸管电路有所帮助。

摘要本次设计的内容为锯齿波移相触发三相晶闸管全控整流电路。

其包括三个主要部分：主电路、触发电路、同步变压器。

整流电路是将交流电能转换为直流电能AC/DC。

对晶闸管组成的整流器实施相移控制技术可将不变的交流电压变换为大小可控的直流电压，实现相控整流。

晶闸管相控整流能取代传统的直流发电机组实现直流电机的调速，它具有结构简单、控制方便、性能稳定，利用它可方便得到大、中、小各种容量的直流电能，广泛应用于机床、轧钢、造纸、纺织、电解、电镀等领域。

但是，晶闸管相控整流电路的输入电流滞后于电压，其滞后角随着触发延迟角α的增大而增大，输入电流中谐波分量相当大，因此功率因数很低。

AbstractThe content that the abstract designs originally time charges commutation circuit for the sawtooth wave moves triggering three-phase crystal brake Guan Quan each other. The person includes three major components: Betoken circuit , trigger circuit, synchro transformer. .The commutation circuit being one of major component circuit is to change to exchanging electric energy into direct current energy , implements looking at and appraising controllable direct current pressure , realization changing control technique but the invariant alternating voltage being shifted for size charging commutation each other to the rectifier that crystal brake is composed of. It can substitute the tradition direct-current generating set realizing the continuous current dynamo speed regulation.Crystal brake Guan Xiang charges commutation for having the structure simplicity , controls the characteristic that the function stabilizes conveniently,make use of it may get the big , small and medium, various capacities direct current energy conveniently , the quilt applies to fields such as machine tool , steel rolling , paper making , spinning and weaving , electrolysis , electroplating therefore broadly".前言电力电子课程设计是电气自动化专业学生在整个学习过程中一项综合性实践环节，是走向工作岗位、从事专业技术之前的一项综合性技能训练，对学生的职业能力培养和实践技能训练具有相当重要的意义。

晶闸管TSC的触发电路1. 介绍晶闸管投切电容器的原理和快速过零触发要求晶闸管投切电容器组的关键技术是必须做到电流无冲击。

晶闸管投切电容器组的机理如图一所示，信息请登陆:输配电设备网当电路的谐振次数n为2、3时，其值很大。

式(2)的第三项给出当触发角偏离最佳点时的振荡电流的幅值;式(2)中的第二项给出当偏离最佳予充电值时振荡电流的幅值。

若使电容器电流ic=C*du/dt=0，则du/dt=0，即晶闸管必须在电源电压的正或负峰值触发导通投切电容器组，电容器预充电到峰值电压。

触发电路的功能是：电流无冲击触发;快速投切，20ms的动作。

这个20ms不是得到投切命令到产生动作的时间，而是从停止到再投入动作的时间为20ms。

快速反应时，在平衡补偿电路，不能出现不平衡动作，即有的相有电流，有的没有。

1. 两类晶闸管的触发电路的特点和存在的问题从同步信号的采集上，有两类晶闸管触发电路。

一类为从电网电压取得同步信号，一类为从晶闸管两端取得同步信号。

从电网电压取得同步信号的电路框图如图二：电路中包括同步变压器、同步信号处理电路和功率驱动电路、脉冲变压器隔离电路等。

当得到触发命令后，在投切点产生触发脉冲列，经过脉冲变压器的隔离,推动晶闸管。

同步信号处理电路有滤波处理功能，可以是CMOS等的电子电路组成，也可以是单片机、GAL电路等。

电路中包括相序错判断功能。

信息来自:输配电设备网从电网电压取得同步信号的优点为在主回路没有送电时，给触发命令，可以测量晶闸管的触发脉冲幅度和相位，在主回路得电后，给触发命令，可以放心, TSC为正确的投入工作。

对于TSC电路中的两只晶闸管+一只二极管的“2+1”电路、两只晶闸管+两只二极管的“2+2”电路、三只晶闸管+三只二极管的“3+3”电路,电容器有二极管预充电, 电容器上一直存在直流电压,晶闸管的交直流电压不变,电网电压取得同步信号触发适合。

缺点为电路复杂，对于400V小容量的TSC电路造价高。

101电子技术Electronic Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering单片机是在上个世纪七十年代中期发展起来的一种功能强大、体积小、面向控制、价格低廉的大规模集成电路器件。

随着社会经济的进步发展，单片机在我国社会生活中的多个领域均得到了应用，取得了良好的经济效益和社会效益，特别是在智能化仪器设备、产品自动化设备、分布式控制系统中得到了广泛的应用。

电力电子技术是电子、电气类和关联专业学生的重要基础课程，该课程的学习涉及到理论和实验两种类型的知识，特别是通过实验教学能够更好地指导学生应用所学的知识来指导实践操作，解决实际生活中的问题，并得到相应的结论，并在问题解决的过程中培养自己分析问题、解决问题的能力。

在以往，电力电子技术实验教学主要是对传统电子触发系统的一种研究，目的是积极探索出一种适合现代社会发展要求的电力系统。

但是这种系统日渐不符合时代发展需要，因而怎样强化对单片机控制触发系统的深入研究成为保证电力事业稳定发展，促进社会进步的关键。

1 文章所研究机床单片机控制概述文章所研究的机床采取的是矩阵电气控制模式，接线操作十分复杂，系统的可靠性和安全性较差，在使用的过程中容易出现各种线路问题。

应用单片机代替电气矩阵模板进行控制不仅接线操作简单，而且编程简单、方便、可靠性强。

结合机床设计要求，需要采用单片机控制系统，借助单片机的柔性控制四个基础，开展液压试验，完成节流调速控制、增速回路控制、减压回路控制。

单片机是微型计算机的简称，它的结构和功能完全符合工业控制的基本要求，可以被人们精准的称作是单片机微控制器。

在使用的时候单片机会将微型计算机的各个功能零部件，比如中央处理器、随机存储器、只读存储器、I/O 接口、计数器等连接在一个芯片上，由此打造一个完整的微型计算机。

单片机在是使用的时候具备价格低廉、消耗低、重量轻、控制功能强大等方面的优势特点，在社会生活的很多领域有着广泛的应用空间和前景。