基于单片机的数字式交流调压系统硬件电路设计

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1、第l9卷第23期电子设计工程2011年12月Vo1．19No．23ElectronicDesignEngineeringDec．2011基才单片机的数字式交流调压系统硬件电路设计吕伟鹏(盐城师范学院江苏盐城224002)摘要：介绍了数字式交流调压器的控制原理。使用Dspic30f6014a单片机做为核心控制器件．设计了电流、电压过零点检测电路，电压参考电路，输出滤波器。利用高速光耦6N139和继电器APA33l1设计了SCR继电保护电路．并通过检测电压、电流过零点检测的信号来控制各路驱动信号。实验结果验证了该电路的可行性和有效

2、性。关键词：交流调压；Dspic3Of6014a；继电保护；硬件电路中图分类号：TP921文献标识码：A文章编号：1674—6236(2011)23—0150—04ResearchanddesignofhardwarecircuitOfACvoltageregulatorbasedonSCMLVWei—peng(YanchengTeachersCollege，Yancheng224002，China)Abstract：ControltheoryofACvoltageregulatorindigitalisintroduced．

3、TheDspic30f6014aisusedasthecorecontroldevice，thecircuitofzero-crossingdetection，referencevoltageandthefilterofoutputisdesigned，therelaycircuitofSCRisdesignedby6N139andAPA3311．Andthedrivesignaliscontroledbycheckingthesignalofzero—crossingdetectionofcurrentandvoltage．

4、Theexperimentalresultsdemonstratethefeasibilityandeffectivenessofthecircuit．Keywords：ACvoltageregulator；Dspic3Of6014a；relayprotection；hardwarecircuit目前，我国某些地区电网供电质量比较差．电网电压波1数字式交流调压器原理动范围较大I”。电网电压波动对敏感性负载，如计算机、通讯设备和过程控制系统等影响很大，有可能导致这些系统的有电力电子类交流调压器常见的控制方式分为相位控制效数据丢失

5、、通信中断和生产周期加长等严重后果。因此，调和斩波控制，交流斩波控制的原理如图1(a)所示。SW1为主节电网电压使得用电设备处于理想工作状态，从而获得最大开关，SW2为续流开关。它是以比输入电源高得多的频率周的技术经济效益是非常重要的[21。期性使电路中的功率器件导通和关断，通过改变开关周期中市场上的开关型交流调压器产品一般采用相控交流／交功率器件导通的占空比来调节输出电压的大小。理想工作流变换器加隔离升压变压器结构。由于采用了各周期相控技状态下，斩波工作的工作波形如图1(b)所示，其中为斩波术，其响应时间可以小于一个电网电压

6、周期。但其输出电压周期，为功率器件在一个周期中的导通时间。和电流的谐波含量较高，需要较大容量的滤波环节．并且输入功率因数较低。从国内外的研究现状来看，数字式交流调压控制技术是一种新型高性能交流调压技术[31。国内目前的晶闸管调压器中触发脉冲电路大部分为模拟电路元件形式．易受电网电压由影响，达不到理想的控制效果，且不具有调功功能，无法实时(aJ主电路(b)工作波形检测电路的工作电压、电流值。数字式交流调压器相对于模(a)maincircuit(b)workingwave拟相控式交流调压器具有网侧电流谐波含量低、功率因数图l交流调

7、压控制原理Fig．1PrincipleofACvoltagecontroller高、谐波频率高、容易滤波和对电网造成的污染小等优点．在对交流调压器工作原理及控制方法进行深入研究的基础上。数字式交流调压是连续调节方式．其输入电流、输出电压进行了控制芯片外围电路的设计，主要包括电压、电流过零的谐波及其对电网和升压变压器的影响较相控式小得多[61。点检测电路的设计、电压参考电路的设计、继电保护输出电开关频率足够高时，只要引人极小尺寸的输入、输出滤波器，路的设计、输出滤波器设计。该电路的研究与开发得到了国可将输入电流、输出电压中的谐波

8、完全滤除，电源侧的功率内外学者们的关注。因数总是与负载侧相同。因此，采用数字式交流调压电路可使装置体积减小，功率因数提高，而且数字式交流调压可大收稿日期：2011-09—27稿件编号：201109154作者简介：吕伟鹏(1985一)，男，江苏盐城人，硕士，助教。研究方向：电机