本项目旨在设计并实现一种基于单片机与TC787芯片控制的三相半控整流电路。该系统通过单片机精准调控,结合TC787触发器驱动大功率晶闸管,以优化电力供应效率及稳定性,适用于工业自动化领域对电源质量有高要求的应用场景中。
### 基于单片机与TC787芯片的三相半控整流电路设计:深入解析
#### 技术背景与应用领域
在现代电力电子技术中,整流电路是不可或缺的一部分,广泛应用于直流电机调速、直流稳压电源等领域。其中,三相半控整流桥电路因其易于控制且成本低廉的特点,在工业自动化和能源转换系统中占据重要地位。本段落详细介绍了一种基于PIC16F690单片机和专用集成触发芯片TC787的三相半控整流电路设计,旨在提供高性能、高可靠性的直流电源解决方案。
#### 核心技术组件
- **PIC16F690单片机**:作为控制系统的核心,具备10位AD转换器、宽工作电压范围(2.0~5.5V)、低功耗特性以及PWM输出功能,使其成为控制电路的理想选择。
- **TC787芯片**:高性能晶闸管三相移相触发集成电路,能够实现精确的脉冲触发,适用于三相晶闸管移相触发和三相功率晶体管脉宽调制电路。
#### 系统架构与工作原理
该系统通过PIC16F690单片机协调控制,确保输出直流电压稳定、纹波小,并保持交流输出电流THD较低,以提升系统整体性能。关键部分包括:
- **三相桥式半控整流电路**:采用SEMIKRON公司的SKDH146120-L100模块,具备140A额定电流和1200V额定电压,并搭配LC滤波电路以减少直流侧谐波,提高输出电压质量。
- **同步信号取样电路**:从电网中提取准确的同步信号,为TC787提供时钟基准。
- **晶闸管触发电路**:通过TC787实现晶闸管移相触发。PIC16F690单片机根据直流母线电压的实际值与设定值之间的偏差进行PI运算调整给定输出,进而控制TC787的触发角度以调节整流调压。
- **保护和调节功能**:系统集成了自适应相序、参数在线调节及各种安全机制(如过流保护、过压保护),提高了系统的可靠性和安全性。
#### 主电路与控制策略
主电路采用三相桥式半控整流结构,配合LC滤波器以显著降低直流侧的电压纹波。通过PIC16F690单片机实时监测和分析直流母线电压,并利用内部AD转换获取数据,使用PI算法动态调整晶闸管触发角来精确控制输出电压。此外还设计了保护电路,在异常情况下迅速响应并防止设备受损。
#### 触发驱动电路细节
TC787芯片的高效应用在于其精准移相能力。该芯片包含过零检测单元、锯齿波生成器、比较器等,通过调节输入端(引脚4 Vr)电压水平灵活控制晶闸管触发时机以精确调整输出电压;故障状态下使用脉冲禁止端(引脚5 Pi)封锁TC787的输出。
#### 总结
基于单片机与TC787芯片设计的三相半控整流电路,体现了现代电力电子技术集成化、智能化趋势,并展示了在电源领域追求高性能、高效率和可靠性的努力。通过优化电路结构、改进控制策略及增强保护功能,为工业自动化和能源转换提供了先进的直流电源解决方案,具备重要的理论意义与实用价值。