多单片机直流电源控制板设计

介绍了一种以单片机控制晶闸管触发脉冲为核心的直流电源控制板系统，该系统实现了晶闸管触发脉冲信号的同步产生、移相、驱动以及系统过压/ 过流保护等功能。用户可通过键盘来设置直流电源的输出，八段数码管显示实际输出电压/ 电流值; 在硬件与软件的配合设计下，该系统实现了智能化三相交流电的相序判断、同步脉冲形成、断线检测、脉冲编码计算、输出数据采样、软启动控制及比例控制等功能。

　　引 言

　　多单片机直流电源控制板包括A/ D 采集与转换、测量、显示、同步、自动相序判定、移相触发、过流/ 过压保护、缺相检测等部分，与整流变压器，蓄电池，仪表等部件一起构成成套装置。

　　1 系统结构

　　1. 1 整流变压器及主电路

　　整流变压器及主电路的电路如图1 所示。多单片机直流电源控制系统的变流主电路是三相桥式全控整流电路，整流变压器一次侧控制保护器件有继电器、控制开关、熔断器、电源指示灯等，一次侧接380 V 交流电源。变压器二次侧作为三相桥式全控整流电路供电电源，主电路中有六个晶闸管，该电路中晶闸管的触发脉冲电路必须满足以下条件:

　　图1 整流变压器及主电路

　　( 1) 触发脉冲必须与主回路电源同步并有一定的移相范围;( 2) 触发脉冲应有一定的宽度，以保证被触发的晶闸管可靠导通;( 3) 触发脉冲的前沿应尽量陡并具有足够的功率。

　　1. 2 电源控制板硬件框图

　　直流电源控制板由四片51 系列单片机组成，分别为GMS97C52，GMS97C51 和两片AT89C2051。

　　GMS97 系列单片机由韩国LG 公司生产，与TntelMCS 51 系列单片机兼容，且具有低功耗、价格便宜、OT P( One TIme Pro grammable) 等特点。电源控制板硬件框图如图2 所示。

　　图2 电源控制板硬件框图

　　四块单片机功能简介如下:

　　( 1) U18 ( ( AT89C2051) 用于接收交流电压，形成矩形同步脉冲，送U 20转发移相脉冲; 同时用于判别相序、检测断线功能。

　　( 2) U20 ( GMS97C52) 用于A/ D 采集测量，将采集到的测量值进行数字滤波后与整定值比较，根据偏差值修改控制量，从而达到调整电流电压的目的。同时将人机联系的输入值、修改电压、电流的整定值存储于E2 PROM，显示参数和故障信息。

　　( 3) U19 ( GMS97C51) 是供远控或成组用，接收远方控制信息并传输给U20 ( GMS97C52) ，同时处理由U20输入的报警信息。

　　( 4) U23 ( A T89C2051) ，接收移相脉冲，调整其宽度，输出双窄脉冲触发晶闸管。