基于单片机/CPLD调压电路的设计

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基于单片机/cpld调压电路的设计

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摘要:本文提出了一种新的三相调压电路的实现方法。该方法以改变晶闸管导通角的方式来控制电器的功率,基于单片机/CPLD实现。其方法独特,灵活度高、集成度高、复杂度低、易实现,因此在工业控制中具有广阔的应用前景。文中叙述了三相调压电路的工作原理和具体程序及硬件设计，并利用ModelSim SE软件进行波形仿真并分析了结果。
关键词:单片机CPLD双向晶闸管控制角三相调压电路
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概述
$ J2 ]4 K  v# v9 U在电力、电机调速、锅炉温度控制等应用中,交流调压电路是常见的用以调节电器功率的部件。交流调压电路有多种,三相移相触发调压电路是其中较典型的形式。本文介绍三相交流调压电路的MCS- -51单片机/CPLD实现方法,由此产生的软件/逻辑模块,可以方便地由系统核心进行调用，实现对诸如电机转速、锅炉温度等物理参数的灵活控制。单片机具有逻辑控制功能灵活的特点，CPLD具有集成度高、可靠性好及工作速度快的优点,故可巧妙设计产生双向晶闸管的触发脉冲。单片机程序利用查表的方式产生时刻可调的触发脉冲，即使导通角可变,达到调压的目的。可编程逻辑器件(CPLD)采用时间分割的方法,在内部产生计时器、选择器、比较器并巧妙地结合产生延时可调的触发脉冲。
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1原理及器件
' y5 n8 p( c  v8 S0 {9 c1.调压原理
" Z+ y; W* g6 X3 l3 |  t- e6 J1 r交流调压的实质是分时导通,控制方式为相位控制:在交流电源每半个周期内通过对双向晶闸管导通角的控制来调节输出电压的有效值。交流调压原理如图1所示。在电源电压的正半波，控制角wt=a时，晶闸管VT被触发导通，电流i流过负载。当ot=π时，电源电压过零，i=0，VT自行关断。在电源的负半波，wt=π+x时，再次触发VT导通,有反向电流流过负载。时，wt=2π,i=0,VT又自行关断。每个周期重复这- -过程,在负载上得到缺角的交流电压波形。通过改变a可得到不同的输出电压有效值,从而达到调压的目的。
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