單片機控制的靜電除塵電源調壓系統

　　三相交流調壓是通過調節反并聯晶閘管的導通角，來實現對電源輸出電壓的有效控制的，因此晶閘管能否穩定可靠地觸發，是至關重要的。本控制系統采用 CA6100晶閘管通用觸發板，其基本原理如圖 3所示。

　　CA6100通用可控硅觸發板是以 40芯 CMOS大規模集成電路（專用芯片）為核心，利用鎖相環技術（ PLL）和多芯片合成技術（ MCM），通過壓控振蕩器（ VCO）鎖定的三相同步信號間的邏輯關系設計出的一種晶閘管觸發系統。0～5V的直流輸入電壓，可以控制輸出脈沖的移相范圍從 5°～175°連續線性可調，且晶閘管觸發脈沖幅值可達到 15V/2A，能夠滿足靜電除塵電源對晶閘管觸發脈沖的要求。

　　3.3 信號采集與檢測電路設計

　　系統主要檢測一次電壓、一次電流、二次電壓和二次電流四路模擬量。采用電壓和電流互感器分別對一次電壓和電流進行檢測。由于靜電除塵電源二次電壓輸出很高，所以需經電阻分壓，然后通過霍爾電壓傳感器進行檢測，二次電流檢測則采用回路串電阻的方式。這四路檢測型號經過信號調理電路，進入單片機的 A/D轉換口，單片機的 ADC模塊分別對其順序采樣和 A/D轉換。圖 4為一次電流信號調理電路，主要包括整流、比例放大和二階有源濾波三部分。

　　3.4 液晶顯示模塊設計為了使裝置的人機接口界面更加友好、直觀，在本裝置中采用中文液晶顯示模塊作為人機接口界面。采用液晶模塊型號為 LCM320240ZK，顯示內容 20×15行，內含 7602個簡體中文字型。但是其工作時序和 80C196單片機不兼容，需要用到 8155擴展。其他管腳則直接與單片機相連接，讀 (E)、寫(R/W)端口分別和 80C196KC單片機的讀、寫信號相連，片選信號(CS1、CS2)由 38譯碼器提供。

　　3.5 軟件設計

　　主程序完成整個模塊的控制流程和子程序模塊調用等功能。子程序模塊完成整個裝置的不同功能的實現，包括初始化模塊、液晶顯示模塊、 A/D采集轉換模塊、PID調節穩壓穩流模塊等。其中初始化模塊的主要功能是完成單片機的有關初始化設置，包括有關端口的選通、功能的選擇，以及中斷的允許等。 A/D采集轉換模塊是實現對被測信號的重復采樣，并且在單片機中完成數據轉換。穩壓穩流模塊的功能是采用 PID控制算法并結合 80C196單片機輸出的 D/A電壓信號進行調節，從而實現電壓或電流的穩定，且具有軟啟動功能。

　　3.6 火花快速檢測的實現方式

　　要提高靜電除塵電源的除塵效率，每個除塵反應器都要工作在最佳火花率下。為了實現火花控制，必須檢測火花放電現象。當產生火花放電時，會引起二次電流大幅度增加，利用這一特點就可以采用硬件直接比較的方法，通過 LM393將二次電流反饋值與設定的火花放電閾值進行比較，經 6N138光耦和 RS觸發器后，接至單片機 80C196KC的外部中斷口。由于中斷級別很高（外部中斷 XINT1），當檢測到火花放電時，就執行相應的火花放電程序，記憶當前放電時的運行電壓，并將當前運行電壓降低到設定的火花回壓點，運行電壓再從回壓點以分段上升的方式上升至上次放電時的運行電壓，這樣就保證了靜電高壓除塵電源始終保持在臨界放電電壓狀態。

　　4. 結語

　　基于單片機 80C196KC的靜電除塵電源智能控制系統實時響應快、精度高、可監控性好、抗干擾性強，通過實際運行證明，能夠自動跟蹤電場的變化，輸出最佳電暈功率，從而使除塵效率大為提高，具有廣闊的市場應用前景。