单片机控制三相桥式整流电路设计课程设计

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1、目目 录录 1.课程设计目的 1 2.课程设计题目和要求 1 3.以单片机控制的三相桥式整流电路的设计 1 3.1 三相桥式全控整流电路 2 3.1.1 三相桥式全控整流电路的结构工作原理分析. 2 3.1.2 数量计算. 6 3.2 触发电路 7 3.3 过零检测电路及整流稳压电源 9 3.1.1 稳压电源部分. 9 3.3.2 过零检测部分 10 3.4 单片机控制电路 . 11 3.4.1 显示部分 11 3.4.2 键盘部分 14 4.设计总结. 18 参考书目. 18 1 1.1.课程设计目的课程设计目的 1、巩固和加深课堂所学知识。 2、学习掌握一般的软硬件的设计方法和查阅、运用资

2、料的能力。 3、了解单片机应用系统设计方法。 4、掌握 LED 显示器的原理与静态显示和动态显示的特点。 5、掌握独立式键盘的原理与应用。 6、了解串行口的并行口的结构和工作原理 7、掌握三相桥式整流的工作原理。 2.2.课程设计题目和要求课程设计题目和要求 题目：以单片机控制的三相桥式整流电路的设计 要求如下： 1、显示采用 4 位动态显示，段选信号通过 74LS164 来控制，位选信号通过 P1 口控制。 2、键盘独立式按键，采用 74LS165 为键盘接口。 3、控制电路采用脉冲变压器结构。 4、要求有过零检测电路。 3.3.以单片机控制的三相桥式整流电路的设计以单片机控制的三相桥式整流

3、电路的设计 目前在各种整流电路中，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路。三相全 控桥整流装置常用作可调直流电源， 而直流电压的调节靠触发电路来控制, 单片 机通过控制晶闸管触发脉冲的移相控制角来改变整流装置输出的直流电压大小。 下图为一用单片机控制的整流电路的原理图。 2 8031 显示 键盘 过零 检测 输出 控制 主电路 图 31 单片机控制电路原理图 3.13.1 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 3.1.1 三相桥式全控整流电路的结构工作原理分析 图 32 为三相桥式全控整流电路 R10 VTVTVT VTVTVT 1 2 3 4 5 6 图 32 三相桥式全控整流电路 三相全

4、控桥式整流电路由一组共阴极接法的三个晶闸管和一组共阳极接法 的三个晶闸管串联而成。习惯上希望晶闸管按从 1 到 6 的顺序导通，为此将晶闸 管按图示的顺序标号。晶闸管的导通顺序为 123456 VTVT - VT - VT - VT - VT。 为分析方便，把一个周期分为 6 段，每段相隔 60。在第(1)段期间，a相 电位 a u最高，共阴极组的 1 VT被触发导通，b 相电位 b u最低，共阳极组的 6 VT被触 发导通，电流路径为 a u 1 VTR 6 VT b u。变压器a、b两相工作，共阴极组 的 a 相电流 a I为正，共阳极组的 b 相电流 b I为负，输出电压为线电压 dab

5、 uu。 在第(2)段期间， a u仍最高， 1 VT继续导通，而 c u变为最负，电源过自然换 3 流点时触发 2 VT导通，c 相电压低于 b 相电压， 6 VT因承受反压而关断，电流即从 b 相换到 c 相。这时电流路径为 a u 1 VTR 2 VT c u。变压器 a、c 两相工作， 共阴极组的 a 相电流 a I为正，共阳极组的 c 相电流 c I为负，输出电压为线电压 dac uu。 在第(3)段期间， b u为最高，共阴极组在经过自然换流点时触发 3 VT导通， 由于 b 相电压高于 a 相电压， 1 VT管因承受反压而关断， 电流从 a 相换相到 b 相。 2 VT因为 c

6、u仍为最低而继续导通。这时电流路径为 b u 3 VTR 2 VT c u。 变压器 b、 c 两相工作，共阴极组的 b 相电流 b I为正，共阳极组的 c 相电流 c I为 负，输出电压为线电压 dac uu。 以下各段依此类推，可得到在第(4)段时输出电压 dba uu；在第(5)段时输 出电压 dca uu；在第(6)段时输出电压 dcb uu。以后则重复上述过程。 由以上分析可知，三相全控桥式整流电路晶闸管的导通换流顺序是： 6123456 VTVTVTVTVTVTVT。 晶闸管导通及输出整流电压的情况如表 31 所示 表 31 导通角的移相范围为 0150 电路输出电压 d U的波形如图 3-3 所示。 时 段 I II III IV V VI 共阴极组中导通 的晶闸管 1 VT 1 VT 3 VT 3 VT 5 VT 5 VT 共阳极组中导通 的晶闸管 6 VT 2 VT 2 VT 4 VT 4 VT 6 VT 整流输出电压 d u dab uu dac uu dac uu dba u