1.触发的基本概念
晶闸管由关断状态转为导通状态,必须具备两个外部条件:第一是阳、阴极之间承受正向电压,第二是在门极与阴极之间加一适当正向电压、电流(触发)信号。这个触发信号是由触发电路提供的。由于晶闸管电路种类很多,如整流、逆变、交流调压、变频等;所带负载的性质也不相同,如电阻性负载、阻感性负载等。不同的情况对触发电路的要求也不同,但基本要求如下:
1)触发信号可以是交流、直流或脉冲形式。但触发信号只能在它对门极、阴极之间极性为正时起作用。由于晶闸管导通后门极就失去控制作用,为了减小触发功率和门极损耗,触发信号通常采用脉冲形式。
2)触发信号应有足够的功率(电压、电流),这些指标在产品样本中均已标明,由于晶闸管门极参数分散性大,且触发电压、电流值受温度影响发生变化。例如器件温度为100℃时,触发电流、电压值比室温低2~3倍,器件温度为-40℃时,触发电流、电压值比室温高2~3倍。为了使器件在各种工作条件下都能可靠地触发,可参考器件出厂的试验数据或产品目录设计触发的输出电压、电流值,并留有一定的裕量。一般可取两倍左右的触发电流大小来决定,但应注意不要超过晶闸管门极允许的极限值。
3)触发脉冲信号应有一定的宽度,脉冲前沿要陡,保证晶闸管可靠导通。
对于电阻性负载,一般晶闸管的导通时间为6μs,故触发脉冲的宽度不应小于100μs,一般取1ms相当于50Hz正弦波的18°。对于三相全控桥式相控整流电路,要求脉冲信号是间隔60°的双窄脉冲或宽度大于120°的宽脉冲。
4)在晶闸管串、并联情况下,要求有强触发措施。
在大电流晶闸管并联电路中,要求并联器件同时导通,各器件的di/dt都在允许范围内。但由于器件特性的分散性,先导通的器件di/dt超出允许值而损坏,对于晶闸管串联电路也类似。为此宜采用强触发措施,保证晶闸管同时导通。强触发脉冲波形如图3-55所示。前沿上升时间ta约为1μs,强触发电流幅值为触发电流值的五倍左右。例如500A的晶闸管,室温时触发电流最大为0.3A,强触发电流幅值为1.5A。强触发的脉冲宽度Ta应大于10μs,脉冲平台部分电流幅值应大于触发电流值,500A晶闸管脉冲平台部分电流幅值Ig为0.4A左右。
图3-55 强触发脉冲波形
5)触发脉冲需要的移相范围与主电路形式、负载性质及变流器的用途有关。例如三相全控桥式相控整流电路,电阻负载要求移相范围为0°~120°,电感性负载(电流连续)为0°~90°。三相桥式可逆线路在反电动势负载下,要求移相范围为0°~180°,但实际工作时因αmin和βmin限制,故移相范围小于180°。
6)触发脉冲与主电路电源电压必须同步。为了使晶闸管在每一周期都能在相同的相位上触发,避免主电路输出直流电压Ud忽大忽小,触发脉冲与主电路电源电压必须保持某种固定相位关系。这种触发脉冲与主电路电源保持固定相位关系的方法称为同步。同步作用由接在交流电网上的同步变压器输出的同步信号uTS来实现。
大、中功率的变流器,对触发电路的精度要求较高,对输出的触发功率要求较大,目前广泛应用的触发电路有集成电路触发器和数字触发器。
2.集成电路触发器
集成电路触发器具有体积小、温漂小、移相线性度好、性能稳定可靠等优点,国产KC系列集成触发器正在工业装置中逐步扩大应用。本书介绍常用的KC系列集成电路组件。
(1)KC04晶闸管移相触发器
KC04电路原理图如图3-56所示,点画线框内为集成电路部分,由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、功率放大几部分组成。
1)同步检测和锯齿波形成环节。
VT1~VT4组成同步检测环节,正弦同步电压uTS经限流电阻R4接至8端,作为晶体管VT1和VT2的基极电压。在uTS的正半周,VT1导通,VT2、VT3截止,m点为低电平,n点为高电平;在uTS的负半周,VT1截止,VT2、VT3导通,m点为高电平,n点为低电平。VD1、VD2组成与门电路,只要m、n两点有一处是低电平,就将VT4的基极电位钳制在低电平,VT4截止。只有在同步电压|uTS|<0.7V时,VT1、VT2、VT3都截止,m、n两点都是高电平,VT4才饱和导通。由以上分析可见,VT4导通时刻和uTS过零时刻一致,即和交流电源保持同步。
图3-56 KC04电路原理图
VT5和3、4端外接电容C1、R6、RP1组成锯齿波形成环节。电容C1接在VT5的基极和集电极之间,组成电容负反馈的锯齿波发生器。当VT4截止时,±15V电源经R10、R6、RP1向电容C1充电,极性为左负右正。由于充电过程中,VT5的集电极电位逐渐升高,流过R10的电流逐渐减小,但同时VT5的基极电位也稍有降低,使VT5从饱和状态过渡到放大状态,集电极电流逐渐下降,因而保证了C1的充电电流ic为恒定值Ic,C1两端的电压uc为
uc线性增长,即VT5的集电极电位uc5线性增长,形成锯齿波的上升段。改变RP1的值可调整锯齿波的斜率。当VT4饱和导通时(|uTS|<0.7V),C1经VT4和VD3迅速放电,形成锯齿波的下降沿。
2)脉冲形成与放大环节。
VT7、R11与11、12端外接电容C2组成脉冲形成环节。当VT6截止时,连接在11、12端的电容C2由15V→R11→VT7的基射结充电,C2的极性是左正右负,平时VT7经R8获得电流而导通。当VT6导通时,由于C2上电压不能突变,使VT7基极突变为负值,VT7截止,其集电极变为高电平,即产生脉冲。此后电压C2经15V→R8→VT6反向充电,当电容电压使VT7基极电压大于0.7V时,VT7又恢复导通。于是在VT7的集电极得到一定宽度的矩形脉冲,脉冲宽度取决于时间常数C2、R8的数值。
VT8、VT12为脉冲分选环节,在同步电压的一个周期里,VT7的集电极上得到相隔180°的两个脉冲,经VT8、VT12分选后可获得分别触发正半周或负半周工作的晶闸管的两路脉冲。在uTS正半周时,m点为低电平,使VT8截止,VT7来的脉冲经VT9、VT10、VT11组成的功率放大环节放大后由1端输出。而n点为高电平,使VT12导通,将VT7来的脉冲钳制在“0”电位。同理,在uTS负半周时,n点为低电平,VT12截止,VT8导通,由VT7来的脉冲经VT13、VT14、VT15组成的功率放大环节放大后由15端输出。
3)脉冲移相环节。
VT6及外接元器件组成移相环节,由前面分析得,VT6导通瞬间便是脉冲发出时刻,而VT6的导通与截止是由其基极电位所控制的,VT6的基极电位是锯齿波电压uc5、直流控制电压uco、直流偏移电压up三者电压作用的叠加值所确定的,它们分别通过R3、R2、R1与基极相接。
根据叠加原理,先分析一下VT6的基极b6点波形,为了分析方便,先不考虑VT6的存在。
只考虑锯齿波电压uc5时,如图3-57a所示,有
可见u′c5仍为一锯齿波,但斜率比uc5低。
只考虑直流控制电压uco时,如图3-57b所示,有
只考虑直流偏移电压up时,如图3-57c所示,有
图3-57 VT6基极b6点等效电路
如果uco=0,up为负值,b6点的电压波形由u′c5+up′所确定,如图3-58所示,设波形与横轴交点为M。在此基础上,控制电压uco不为零时,则在b6点的电压波形由u′c5+up′+u′co所确定。如uco为正值,合成波形如图3-58所示,可见M点前移;如uco为负值,可使M点后移。M点又是VT6基极电压ub6由负变正的转折点,如忽略VT6的bc结压降,M点也是使VT6从截止到导通的转折点,也就是电路发生触发脉冲的时刻。考虑VT6的实际波形如图3-58所示,当ub6等于0.7V时,VT6导通,之后ub6一直被钳制在0.7V。
由以上分析可见,当uco=0时,调节偏移电压up便可确定脉冲的初始相位(晶闸管电路Ud=0对应的α),一旦初始相位确定,up就不再改变了。当uco为正时,可以使脉冲前移;当uco为负时,可以使脉冲后移,换句话说,改变uco就可以移动脉冲的相位,从而改变晶闸管整流电压的大小。以三相可逆系统为例,uco=0,触发延迟角α=90°,移相范围为0°~180°。在控制上,首先令uco=0、up为负,调整up使脉冲出现在对应主电路α=90°的位置。然后加入uco,uco为正值,α<90°;uco为Ucom(uco的幅值)时,α=0°,整流器处于整流状态。uco为负值,α>90°;uco为-Ucom时,α=180°,整流器处于逆变状态。uco在±Ucom区间变化,就可以移动脉冲的相位,移相范围为0°~180°。
KC04电路各点电压波形如图3-59所示。
图3-58 移相控制环节波形
图3-59 KC04电路各点电压波形
KC04集成电路中,接在基极上的稳压管可提高晶体管的门槛电压,增强电路的抗干扰能力。
KC04的同步电压一般要求在30V左右,串联的电阻R4(kΩ)为
KC04的移相范围约为0°~170°,触发器是正极性型,控制电压uco增大,脉冲前移。
13端是脉冲列调制控制输出端,14端是脉冲列调制输入端。
KC04移相触发器主要用于单相、三相全控桥式晶闸管装置中,做双路脉冲触发。两个相位差180°的脉冲,可以方便地构成全控桥式触发器。本电路具有输出负载能力大、移相性能好、正负脉冲相位均衡好、有脉冲列调制输入端等特点。
4)触发电路与主电路的同步及定相。
向晶闸管整流电路供电的交流侧电源通常来自电网,电网电压的频率不是固定不变的,而是会在允许范围内有一定的波动。触发电路除了应当保证工作频率与主电路交流电源的频率一致外,还应保证每个晶闸管的触发脉冲与施加于晶闸管的交流电压保持固定、正确的相位关系,这就是触发电路的定相。
为保证触发电路和主电路频率一致,利用一个同步变压器,将其一次侧接入为主电路供电的电网,由其二次侧提供同步电压信号,这样,由同步电压决定的触发脉冲频率与主电路晶闸管电压频率始终是一致的。接下来的问题是触发电路的定相,即选择同步电压信号的相位,以保证触发脉冲相位正确。触发电路的定相由多方面的因素确定,主要包括相控电路的主电路结构、触发电路结构等。下面以主电路为三相全控桥式整流电路、采用KC04集成触发电路的情况为例,讲述触发电路的定相。
触发电路定相的关键是确定同步信号与晶闸管阳极电压的关系。
图3-60所示为三相全控桥式电路中同步电压与主电路关系示意图。
图3-60 三相全控桥式电路中同步电压与主电路关系示意图
由图3-29可见,对于晶闸管VT1,其阳极与交流侧电压ua相接,可简单表示为,VT1所接主电路电压为+ua,VT1的触发脉冲从0°~180°的范围为ωt1~ωt2。
采用KC04集成触发电路时,由图3-59可见,同步信号uTS正半周的起点对应于锯齿波的起点和11端输出脉冲的起点,KC04集成触发电路中锯齿波的宽度约为180°。
三相桥整流器大量用于直流电动机调速系统,且通常要求可实现再生制动,使Ud=0的触发延迟角α为90°,当α<90°时为整流工作,α>90°时为逆变工作。将α=90°确定为锯齿波的中点,锯齿波向前向后各有90°的移相范围。于是α=90°与同步电压uTS的90°对应,也就是α=0°与同步电压的0°对应。由图3-60和三相全控桥自然换相点定义可知,α=0°对应于VT1阳极电压ua的30°的位置,则其同步电压的0°应与ua的30°对应,说明VT1的同步电压应滞后于VT1阳极电压ua30°。对于其他5个晶闸管,也存在同样的对应关系。
以上分析了同步电压与主电路电压的关系,一旦确定了整流变压器和同步变压器的接法,即可选定每一个晶闸管的同步电压信号。
图3-61给出了变压器接法的一种情况及相应的矢量图,其中主电路整流变压器为DY11联结,同步变压器为DY11联结。
图3-61 同步变压器和整流变压器的接法及矢量图
由图3-61可见,VT1的同步电压选取usa,再加入RC、T型网络滤波,约移相30°,既可以满足三相全控桥触发要求,又可以防止电网电压波形畸变对触发电路产生干扰。这时,同步电压选取的结果如下:
供给VT1、VT4触发脉冲的KC04同步电压为usa;供给VT3、VT6触发脉冲的KC04同步电压为usb;供给VT5、VT2触发脉冲的KC04同步电压为usc。
(2)KC41六路双脉冲形成器
图3-62 KC41内部原理接线图
KC41六路双脉冲形成器是三相全控桥式触发电路中必备的组件。对于三相全控桥式整流电路,要求提供间隔60°的双窄脉冲,或大于120°的宽脉冲。后者要求触发电路输出功率大,所以很少采用,一般都使用前者。KC41内部原理接线图如图3-62所示。由三块KC04输出的6个脉冲,按照主电路需要的脉冲相序依次输入到1~6端,每个脉冲由输入二极管送给本相和前相,再由VT1~VT6电流放大后分六路输出脉冲,每一路输出都得到双脉冲。VT7是电子开关,当控制端7接逻辑低电平时,VT7截止,各路有脉冲输出。7端接逻辑高电平时,VT7导通,将各路输入脉冲接地,无脉冲输出。(www.xing528.com)
若在KC41的输出端再外接功率放大管3DG27,则可输出300mA的脉冲电流,将外接功率管的集电极连接在脉冲变压器一次侧,加于6个脉冲变压器一次侧的便是每周期6个双脉冲列。KC41电路外部接线图如图3-63所示,各点波形图如图3-64所示。其中,P是KC41的各输出端子波形。
将KC41用于三相全控桥式逻辑无环流可逆系统的触发器时,可在图3-63的输出端10~15并联两组外接放大管,将各组放大管的射极公共接地端分别接到逻辑装置输出端的电子开关上,便可完成开放一组脉冲、封锁另一组脉冲的任务。
图3-63 KC41电路外部接线图
图3-64 KC41电路各点波形图
(3)KC42脉冲列调制器
在需要宽脉冲输出的场合,为了减小输出脉冲变压器的体积,可采用脉冲列调制器。KC42就是脉冲列调制器,其原理接线图如图3-65所示,虚线内部分是KC42集成电路,由逻辑组合及环形振荡器组成。
图3-65 KC42原理接线图
当KC42用于三相全控桥式电路时,来自三块KC04触发器的13端引出触发脉冲信号,分别送至KC42的2、4、12端,VT1、VT2、VT3构成或非门电路,只要3个触发器中任意一个有输出,M点就是低电平,VT4截止,使VT5、VT6、VT8组成的环形振荡器起振。3个触发器都没有输出时,M点为高电平,VT4导通,环形振荡器停振。用VT4控制环形振荡器的起振与停振。VT6集电极输出一系列与输入端脉冲同步的脉冲列,经VT7倒相后由8端输出给三块KC04触发器的14端,各KC04触发器的1端和15端输出与原脉冲相位一致,但已是调制好的脉冲列触发信号。
电路工作过程为:当3个触发器中任意一个有输出时,VT1、VT2、VT3中将有一个管导通,M点为低电平,VT4截止,VT6导通,10端是低电平,VT8截止,11端是高电平。经过R1→C2→10端→VT6集射结→15V电源→11端对C2充电,充电速度决定于时间常数R1C2,6端电位逐渐上升,当它大于VT5集射极正向结压降和稳压管的阀压时,VT5导通,VT5集电极输出低电平,VT6截止,10端电位突然升高,VT7、VT8导通,8端和11端均为低电平。这时C2通过R1、R2并联→VT8集射结→15V电源→10端反向充电,反充电速度决定于时间常数。6端电位逐渐降低,当它小于VT5集射结电压和稳压管的阀压时,VT5截止,VT5集电极输出高电平,VT6导通,VT6集电极输出低电平,使VT7、VT8导通,8端、11端又输出高电平,如此循环振荡。工作过程中,当VT1、VT2、VT3管基极有信号时,VT4截止,振荡器起振,8端有脉冲列输出,直到VT1、VT2、VT3管基极无信号时,VT4导通,振荡器停振,8端无输出。KC42电路各点波形图如图3-66所示。
图3-66 KC42电路各点波形图
振荡周期T与R1C2和有关,也与VT5基极阈压有关,本电路输出高电平半周时间为
T1=0.693R1C2 (3-140)
输出低电平半周时间为
振荡周期为
T=T1+T2 (3-142)
振荡频率为
KC42调制脉冲频率为5~10kHz,调节R1、R2、C2值可改变频率,调节R1、R2的比例可改变调制频率的占空比。如将KC42用于单相整流电路,输入信号接3个输入端中任意一个,其余两端接地。
KC42有脉冲占空比可调性好、频率调节范围宽、触发脉冲上升前沿与调制信号同步等优点,可作为三相全控桥、三相半控桥、单相全控桥、单相半控桥电路的脉冲列调制电源,也可以作为可控的方波发生器,用于其他电子线路中。
(4)KCZ6集成化六脉冲触发组件
KCZ6集成化六脉冲触发组件内部接线图如图3-67所示。每一相同步电压经RC、T型网络滤波,约移相30°。电位器RP5、RP6、RP7微调各相同步电压的相位,保证六脉冲间隔均匀。同步电压取30V左右,同步输入电流限制在2~3mA。同步电压输入后,一个周期里在4端依次形成两个锯齿波,偏移电压调好后,改变Uc就可以在13端得到移相的一定宽度的触发脉冲,将三块KC04的触发脉冲送到KC42电路的输入端2、4、12,调制成5~10kHz的脉冲列,再从输出端8送到三块KC04的14端。这时在KC04的输出端1、15输出调制了的触发脉冲。三块触发器的6个输出脉冲,按照主电路要求的触发相序依次送到KC41的1~6端。它的输出端10~15是按后相给前相补脉冲的规律,经外部功放管VT1~VT6放大,可输出驱动电流为300~800mA的双窄脉冲列。
图3-67 KCZ6集成化六脉冲触发组件内部接线图
KCZ6各点波形如图3-68所示。P是KC04的各输出端子波形,A6、A12是KCZ6输出端子波形。调节每相的R8C2数值,就可以改变触发脉冲宽度。调节RP2、RP3、RP4,可以改变锯齿波斜率。调节RP5、RP6、RP7,进行同步微调。KCZ6输出A5为各脉冲变压器一次侧的公共端且接24V电源,a、c、b、a、c、分别接各脉冲变压器一次侧的另一端,各脉冲变压器的二次侧分别接于各自的晶闸管。二极管和稳压管串联后并联于脉冲变压器的一次侧,提供放电回路。稳压管选择合适的击穿电压,可以提高放电速度di/dt。集成化六脉冲触发组件在三相全控桥式变流装置中使用,避免了由于分立元器件参数的分散性造成的移相特性不一致以及由此产生的不良后果,且输出脉冲的均匀度高,可靠性强,体积小,维修调节方便,近年来在现场得到了广泛应用。
3.数字触发器
模拟控制系统的锯齿波移相触发器由同步信号形成、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成和功率放大等环节组成。同样,数字触发器也应具有相应功能的组成环节,只是它的功能是由软件和硬件互相配合实现的,它包括同步信号形成环节、移相控制环节、脉冲输出及功率放大环节等。
(1)数字触发器的基本环节
1)同步脉冲形成环节。
晶闸管整流电路中,为了在一个工频周期中的相同相位上重复触发相应的晶闸管,触发信号与电网电压必须有严格的同步关系。同步脉冲形成电路由脉冲变压器、运算放大器和阻容滤波器等硬件组成,产生为正、反组12个晶闸管定相的同步信号。为减少电网频率变化对触发器的影响,采用三相同步信号电路,如图3-69所示。
图3-68 KCZ6各点波形
图3-69 三相同步信号电路
三相同步变压器TS的一次侧接三相交流电源,二次侧的输出电压则与输入电压同频同相,只是幅值降低,再经RC滤波移相30°后产生三相正弦同步电压usa、usb、usc,它们的过零时刻正好与整流桥的六个晶闸管的自然换相点一致。再经电压比较器A1、A2、A3(运算放大器)将正弦同步信号变换成同频的三个方波信号usa、usb、usc。这些方波信号的上下跳变时刻分别对应共阳极、共阴极晶闸管的自然换相点。此时usa、usb、usc为三个逻辑量,可以用数字量(usa、usb、usc)表示。为产生每隔60°的同步信号作为分配触发脉冲的参考,可用两个异或门,将Usa、Usb、Usc变换为宽度为60°的方波,其边沿与自然换相点重合,再用一个简单的边沿检测器使每个方波的上升沿和下降沿分别产生一个脉冲,这个相隔60°的同步中断脉冲就可以直接进入单片机的端,产生同步中断,从而使触发器的工作与电源同步。
2)移相控制环节。
采用单片机的定时方式来进行触发脉冲的移相控制,其基本思想是:CPU根据移相给定信号(电流调节器的输出)DCT和定时器的电角度分辨率,计算定时器的定时时间常数,即将触发延迟角α换算成对应的时间;利用同步信号的状态进行“判相定管”,并起动相应的定时器,定时时间一到,向所认定的晶闸管发出触发脉冲信号。DCT的改变使定时时间改变,从而改变触发脉冲的发出时刻,达到在整个移相范围内移相控制的目的。
若采用一个定时器定时,则定时器的分辨率Rt和对应的最大定时角αmax为
式中,Nt为定时器的位数,fc为计算脉冲的频率。以8253芯片为例,它的频率取fc=1Hz,Nt=16,利用式(3-144)和式(3-145)可计算出αmax=1179.6°,Rt=0.018°。显然,定时范围和分辨率都能满足要求。
移相给定信号DCT是数字电流调节器的输出。设DCT的位数为Ng,其变化范围为0~(2Ng-1),对应的触发延迟角变化范围是α=150°~0°,则DCT的分辨率可表示为
定时器的定时时间常数ta就是定时时间的长短,对应触发延迟角α的大小,它由DCT、Rg和Rt决定。DCT对应的触发延迟角为RgDCT,定时器的分辨率为Rt,则定时时间常数ta为
所谓“判相定管”就是确定为哪一相晶闸管触发延迟角定时,以及定时时间到时应向哪个管子发触发脉冲。由于同步中断信号与各晶闸管自然换相时刻是一一对应的,因此,判相定管也就是判定同步状态,然后判定为哪一相哪一管子定时。
由于定时角a′只能在60°范围内,所以将触发延迟角α以60°划分区段,α与a′的换算关系如下:
当0°≤α≤60°时,a′=α;
当60°<α≤120°时,a′=α-60°;
当120°<α≤150°时,a′=α-120°;
若0°<α≤60°,则可根据同步信号状态与应触发的晶闸管的关系查找到对应行的两个应触发的晶闸管;若60°<α≤120°,则触发上移一行的两个晶闸管;若120°<α≤150°,则触发再上移一行的两个晶闸管。相应地送入定时器的时间常数分别对应a′=α,a′=α-60°或a′=α-120°。
一般对数字触发移相控制有以下三点要求:分辨率高;各相触发脉冲的不对称度要小;触发移相控制占用CPU的时间要短。在设计数字触发器时必须考虑以上指标。
常用的数字触发移相控制有两种方法:一种是相对触发,即单通道相位控制,采用单相同步信号;另一种是绝对触发,即多通道相位控制。这种方法中,每个晶闸管触发时刻都要参考该晶闸管α=0°的基准时刻,要求六个同步基准时刻点都要输入单片机,即采用六相同步信号。
使用相对触发方法时,仅需要给单片机提供一个同步基准信号,其余五个晶闸管触发的基准时刻依次增加60°电角度来实现。因而,硬件电路简单。电网频率波动时,由于在软件程序中存在着与频率相关的硬件移相补偿,所以,不会产生触发脉冲的不对称,但电网各相间的不平衡会引起整流电压的不整齐。
绝对触发需要给微机提供六相同步信号,要增设一个三相同步变压器,电路元器件多。每个晶闸管的触发时刻都要按各自的同步基准时刻重新计算。因此,绝对触发不但硬件复杂,而且软件程序冗长。但是电网频率的波动及各相间不平衡都不会引起触发脉冲的不对称,其触发脉冲的对称度优于相对触发方式。
一般地,为了可靠触发晶闸管,常使用双脉冲触发信号。即在触发某一晶闸管的同时,给前一导通的晶闸管补发一个脉冲,使共阴极组和共阳极组两个应导通的晶闸管都能得到触发脉冲。使用双脉冲触发信号,可以减小触发装置的输出功率,减小脉冲变压器的铁心体积。
(2)同步中断服务程序流程
控制系统必须获取电网电压的相位信息。本控制系统中使用同步中断模块实现这一功能。它在交流电压自然过零时检测出过零信号,引发同步中断,从而实现与电网电压的相位同步。
同步中断服务程序负责晶闸管触发信号的产生。为了可靠触发三相全桥电路中的六只晶闸管,控制系统使用了双脉冲触发信号,包括上升沿和下降沿,一个周期共需为高速端口(HSO)输出24个信号。
同步中断由同步中断模块在交流同步信号过零时刻触发,其主要任务是复位计数基准值,同时产生A、B、C、D、E、F时刻(见图3-70)的HSO输出信号,允许HSO中断,置位A、B、C、D、E、F输出结束标志,在F时刻产生HSO中断。同步中断服务程序流程图如图3-71所示。
(3)高速输出口(HSO)中断服务流程
HSO中断服务程序:HSO中断分别由F、L、R时刻的HSO输出命令控制。中断服务程序的主要任务是根据状态标志位产生不同组的HSO输出信号,并置位相应的状态标志。HSO中断服务程序流程图如图3-72所示。
图3-70 触发脉冲
图3-71 同步中断服务程序流程图
图3-72 HSO中断服务程序流程图
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