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详解:单片机控制可控硅调压

2022年7月20日 232点热度 0人点赞 0条评论
一、可控硅简介

可控硅,也叫晶闸管,广泛应用于交流控制系统中,可实现小功率控制大功率设备。可控硅分单向可控硅和双向可控硅,双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接,可以实现双向导通。

以BTA41为例,其电路符号及封装如下:

640-52

G极为控制极,当G极有正向(或负向)脉冲时,双向可控硅导通,直到交流信号过零点时关断,如下图所示。

因此,要通过单片机控制输出电压,首先需要检测交流信号的过零点,然后延时一定时间后,输出一个脉冲,使可控硅导通。延时时间越长,导通时间越短,输出电压越低。

640-53

二、电路设计

首先,过零检测电路如下图所示。原理比较简单,由一个整流桥和光耦组成。

640-54

输出波形如下图所示,上方为整流桥输出的波形,下方为光耦输出的波形。光耦输出端直接接单片机IO口即可。

640-55

可控硅驱动一般采用专用的光耦,该光耦内部集成了小功率的可控硅,用于驱动外部大功率的可控硅。电路如下图所示:

640-56

三、程序设计

首先使能外部中断和一个定时器,定时器打开溢出中断。初始化部分可参考之前的公众号文章。外部中断用于检测过零点,定时器用于控制导通角和输出脉冲。

调压过程:单片机外部中断被触发后(检测到过零点),根据要输出的电压,计算导通角(延时时间),通过定时器设置延时时间,开启定时器溢出中断。定时时间到后输出一个脉冲,控制可控硅导通。程序如下:

外部中断函数:
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){ ac_flag = 0; if(VoltFan != 0) { if(VoltFan > 220)//大于220V 直接导通 { HAL_GPIO_WritePin(DOUT2_GPIO_Port,DOUT2_Pin,GPIO_PIN_SET); } else { ac_delay = ac_delay_us[VoltFan/5];//查表获得延时时间 __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim2,ac_delay);//设置定时器延时时间 __HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE); __HAL_TIM_ENABLE(&htim2); } }}

定时器中断函数:
void TIM2_IRQHandler(void){ /* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 0 */
/* USER CODE END TIM2_IRQn 0 */ //HAL_TIM_IRQHandler(&htim2); /* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 1 */ if (__HAL_TIM_GET_IT_SOURCE(&htim2, TIM_IT_UPDATE) != RESET) { if(ac_flag == 0) { ac_flag = 1; HAL_GPIO_WritePin(DOUT2_GPIO_Port,DOUT2_Pin,GPIO_PIN_SET);//输出脉冲 __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2, TIM_IT_UPDATE); __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim2,100);//设置定时时间100us(脉冲宽度) } else if(ac_flag == 1) { HAL_GPIO_WritePin(DOUT2_GPIO_Port,DOUT2_Pin,GPIO_PIN_RESET);//100us时间到 关闭脉冲 __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2, TIM_IT_UPDATE); __HAL_TIM_DISABLE(&htim2); } } /* USER CODE END TIM2_IRQn 1 */}

可控硅的触发脉冲一般在20~50us即可,感性负载脉冲宽度需要加大,一般不小于100us。

程序中延时时间是预先计算好通过查表获得的。计算方法通过计算sinx的积分获得,可参考下表:

640-57

END

作者:Mr张工
来源:嵌入式技术开发

版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。

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标签: 暂无
最后更新:2022年7月21日

admin_souyg

这个人很懒,什么都没留下

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