基于多單片機直流電源控制板的設計方案

圖2 電源控制板硬件框圖

四塊單片機功能簡介如下：

( 1) U18 ( ( AT89C2051) 用于接收交流電壓，形成矩形同步脈沖，送U 20轉發移相脈沖; 同時用于判別相序、檢測斷線功能。

( 2) U20 ( GMS97C52) 用于A/ D 采集測量，將采集到的測量值進行數字濾波后與整定值比較，根據偏差值修改控制量，從而達到調整電流電壓的目的。同時將人機聯系的輸入值、修改電壓、電流的整定值存儲于E2 PROM，顯示參數和故障信息。

( 3) U19 ( GMS97C51) 是供遠控或成組用，接收遠方控制信息并傳輸給U20 ( GMS97C52) ，同時處理由U20輸入的報警信息。

( 4) U23 ( A T89C2051) ，接收移相脈沖，調整其寬度，輸出雙窄脈沖觸發晶閘管。

2 硬件設計

2. 1 同步脈沖形成電路

在三相橋式全控整流電路中，控制角是對應的線電壓過零點，從全控橋整流電路4# ，6# ，2 # 晶閘管的K 端子分別取得abc 三相相電壓接入電路K2 c，K6 b，K4 a端子，如圖3所示。該電路將兩相電壓接入光電耦合器U32 ，U32 的4腳輸出信號的負跳變時刻即為各相晶閘管能觸發導通的最早時刻，即在此時刻，配合中斷，從而實現同步。另外，因為三相電源相位互差120 ，可以分析出，無論電源進線接入的順序如何，相序關系只有正序和負序兩種，在軟件中可對其進一步判別并對應發出正確的六路觸發脈沖信號。

2. 2 驅動電路

圖4 電路中RV6 ，R V12 ，C+ 12 起分流作用，能提高觸發電路的抗干擾能力，U 6 為輸出級功放晶體管，對來自單片機的觸發脈沖進行功率放大，T8 是脈沖變壓器，L7 指示晶閘管工作情況，CF6和RL7能提高晶閘管抗干擾能力，降低門極輸入阻抗。

圖3 同步脈沖形成電路原理圖

圖4 脈沖控制單元與觸發電路

2. 3 電流電壓采樣電路

在圖5 電路中，模/ 數轉換器選用的是T I 公司12 位逐次逼近式芯片T LC2543，其帶有采樣保持，串行三態輸出等功能，在儀器儀表中有較為廣泛的應用。電流采樣電路應用了真有效值轉換芯片AD736，簡化了軟件設計。主電路輸出的電流電壓信號經A/D轉換后送入單片機U20 ，單片機再根據偏差值修改控制量以及實現過壓過流保護、故障判斷等功能。