專(zhuān)利名稱(chēng)：一種晶閘管用數(shù)字觸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及晶閘管觸發(fā)控制領(lǐng)域，特別涉及一種晶閘管用數(shù)字觸發(fā)器。
背景技術(shù)：
晶閘管觸發(fā)器是晶閘管變流裝置中的重要組成部分，其性能的好壞直接影響變流裝置的控制性能。然而，傳統(tǒng)晶間管整流系統(tǒng)采用的模擬脈沖觸發(fā)器，其通用性差、成本高； 而且器件參數(shù)較為分散，調(diào)試和使用不便，產(chǎn)生的脈沖對(duì)稱(chēng)性差、可靠性差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種成本低、可靠性高、通用性強(qiáng)的晶閘管用數(shù)字觸 發(fā)器，它能夠解決模擬觸發(fā)器由分立元件組成、體積較大、控制精度低、以及調(diào)試和使用不 便的問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。一種晶間管用數(shù)字觸發(fā)器，包括觸發(fā)模塊，其特征在于，所述觸發(fā)模塊包含用于運(yùn) 行控制算法的第一單片機(jī)、與單片機(jī)連接的第一儲(chǔ)存器、用于轉(zhuǎn)換晶閘管的現(xiàn)場(chǎng)模擬反饋 信號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換器、用于產(chǎn)生晶閘管控制脈沖的第一可編程邏輯器、脈沖信號(hào)輸出單元以 及同步信號(hào)邏輯處理單元；所述第一單片機(jī)分別連接D/A轉(zhuǎn)換器和第一可編程邏輯器，所 述第一可編程邏輯器分別連接同步信號(hào)邏輯處理單元和脈沖信號(hào)輸出單元。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)和特點(diǎn)在于還包括操作模塊，所述操作模塊包含依次 串聯(lián)的外部通信接口單元、第二單片機(jī)、第二存儲(chǔ)器、第三單片機(jī)和第二可編程邏輯器；所 述觸發(fā)模塊含包含與第一單片機(jī)連接的內(nèi)部通信接口單元；所述內(nèi)部通信接口單元連接第 三單片機(jī)。本實(shí)用新型中，所述觸發(fā)模塊包含用于運(yùn)行控制算法的第一單片機(jī)、與第一單片 機(jī)連接的第一儲(chǔ)存器、用于轉(zhuǎn)換晶閘管的現(xiàn)場(chǎng)輸出信號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換器、用于產(chǎn)生晶閘管控 制脈沖的第一可編程邏輯器、脈沖信號(hào)輸出單元以及同步信號(hào)邏輯處理單元；所述第一單 片機(jī)分別連接D/A轉(zhuǎn)換器和第一可編程邏輯器，所述第一可編程邏輯器分別連接同步信號(hào) 邏輯處理單元脈沖信號(hào)輸出單元，其原理利用第一單片機(jī)實(shí)現(xiàn)晶閘管組成的主輸出回路的 電壓、電流控制，產(chǎn)生的控制需求輸入第一可編程邏輯器，通過(guò)第一可編程邏輯器生成各個(gè) 晶閘管的單獨(dú)的控制脈沖。此外，本實(shí)用新型中添加了操作模塊，所述操作模塊包含依次串聯(lián)的外部通信接 口單元、第二單片機(jī)、第二存儲(chǔ)器、第三單片機(jī)和第二可編程邏輯器；所述觸發(fā)模塊含包含 與第一單片機(jī)連接的內(nèi)部通信接口單元；所述內(nèi)部通信接口單元連接第三單片機(jī)。第三單 片機(jī)用于處理與上位機(jī)或平行的晶間管用數(shù)字觸發(fā)器之間的通信，第二可編程邏輯器、第 二單片機(jī)用于與上位機(jī)或平行的晶閘管用數(shù)字觸發(fā)器之間控制判斷與協(xié)調(diào)，并將最終的控 制信號(hào)傳輸至第一單片機(jī)，達(dá)到控制晶閘管的目的。上述觸發(fā)模塊和操作模塊的構(gòu)架，模塊功能清晰，控制目標(biāo)明確，并采用數(shù)字集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)，通用性強(qiáng)、可靠性高、成本低。同時(shí)，能夠解決傳統(tǒng)模擬觸發(fā)器中器件參數(shù)較為分 散、調(diào)試和使用不便、脈沖對(duì)稱(chēng)性差、可靠性差等問(wèn)題。

圖1為本實(shí)用新型的晶閘管用數(shù)字觸發(fā)器的原理框圖。 圖2為圖1所示的晶閘管用數(shù)字觸發(fā)器的第一部分電路連接圖；圖3為圖1所示的晶閘管用數(shù)字觸發(fā)器的第二部分電路連接圖；圖4為圖1所示的晶閘管用數(shù)字觸發(fā)器的第三部分電路連接圖；圖5為圖1所示的晶閘管用數(shù)字觸發(fā)器的第四部分電路連接圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，為本實(shí)用新型的晶閘管用數(shù)字觸發(fā)器，主要包括操作模塊和觸發(fā)模塊。 在操作模塊中，外部通信接口單元X21、第二單片機(jī)X3、第二存儲(chǔ)器X4、第三單片機(jī)X5和第 二可編程邏輯器X6依次串聯(lián)。在觸發(fā)模塊中，第一單片機(jī)X8分別連接第一儲(chǔ)存器X9、D/A 轉(zhuǎn)換器X10、內(nèi)部通信接口單元X7和第一可編程邏輯器X14，第一可編程邏輯器X14分別連 接同步信號(hào)邏輯處理單元X13和脈沖信號(hào)輸出單元X15。在數(shù)字觸發(fā)器的工作過(guò)程中，D/A轉(zhuǎn)換器XlO用于轉(zhuǎn)換晶閘管的現(xiàn)場(chǎng)模擬反饋信 號(hào)為數(shù)字反饋信號(hào)，第一單片機(jī)X8接收上述數(shù)字反饋信號(hào)用于運(yùn)行控制算法，輸出控制命 令，實(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管組成的主輸出回路的電壓、電流控制，第一儲(chǔ)存器X9用于存儲(chǔ)第一單片 機(jī)X8運(yùn)行過(guò)程中所需的運(yùn)算數(shù)據(jù)；現(xiàn)場(chǎng)采集晶間管的同步信號(hào)，通過(guò)同步信號(hào)邏輯處理單 元X13后輸入第一可編程邏輯器X14，第一可編程邏輯器X14并根據(jù)第一單片機(jī)X8的輸出 控制命令，生成用于控制脈沖，控制脈沖經(jīng)過(guò)脈沖信號(hào)輸出單元X15放大處理后直接控制 各個(gè)晶閘管的通斷。內(nèi)部通信接口單元X7用于第一單片機(jī)X8和第三單片機(jī)X5的相互通 信，也即操作模塊和觸發(fā)模塊的通信，第三單片機(jī)X5通過(guò)依次第二存儲(chǔ)器X4、第二單片機(jī) X3、外部通信接口單元X2，與上位機(jī)或平行的晶間管用數(shù)字觸發(fā)器之間的通信，第二可編程 邏輯器X6、第三單片機(jī)X5用于與上位機(jī)或平行的晶閘管用數(shù)字觸發(fā)器之間控制判斷與協(xié) 調(diào)，并將最終的控制信號(hào)傳輸至第一單片機(jī)X8，達(dá)到控制晶閘管的目的。參照?qǐng)D2，Xl為外部通訊接口，采用RS232通訊協(xié)議；X2為外部通訊接口單元，采 用MAX232芯片，若要修改數(shù)據(jù)，通訊信息從MAX232的管腳13進(jìn)入，再由管腳12傳給第二 單片機(jī)，回傳信息由MAX232管腳10進(jìn)入，再由MAX232的管腳7傳出；X3為第二單片機(jī)，選 用ATMEL89系列的單片機(jī)，具體采用了 ATMEL89系列中的AT89S52，AT89S52為44腳PLCC 封裝的IC，用于和外部通訊接口單元X2通訊，把X2的MAX232的管腳10、管腳12、管腳9分 別對(duì)應(yīng)連線(xiàn)引到AT89S52的管腳13、管腳12、管腳14。參照?qǐng)D3，X4為第二存儲(chǔ)器，采用DS1609雙端口存儲(chǔ)器，它如同PC機(jī)上的內(nèi)存條 樣，用于存放底層傳送上來(lái)或向底層發(fā)送的數(shù)據(jù)。在設(shè)備工作的環(huán)境中，外圍的電場(chǎng)有時(shí)會(huì) 對(duì)通訊信號(hào)干擾，為了保證接收到的信息真確，在AT89S52中進(jìn)行編程對(duì)收到的信息進(jìn)行 解碼，信號(hào)采用ASCII碼，并且要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，以保證數(shù)據(jù)的正確性后，在將轉(zhuǎn)換后的 數(shù)據(jù)傳送到第二存儲(chǔ)器X4，或收到第二存儲(chǔ)器X4的返回的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用ASCII碼，發(fā)送給 外部通訊接口單元X2，在這里定義ATMEL89S52的管腳30到37為數(shù)據(jù)和地址總線(xiàn)，連接到第二存儲(chǔ)器X4的DS1609管腳13到20。X5為第三單片機(jī)，采用ATMEL89系列中的C51單片機(jī)。第二存儲(chǔ)器X4的DS16094 管腳1到8對(duì)應(yīng)連接到ATMEL89 C51的管腳30到37，第三單片機(jī)X5中程序的把收到的信 號(hào)進(jìn)行判斷(根據(jù)使用的場(chǎng)所不同而定，有些場(chǎng)所A觸發(fā)器和B觸發(fā)器同時(shí)工作，而有些場(chǎng) 所A觸發(fā)器工作，B觸發(fā)器備用)，確定信號(hào)是給A觸發(fā)器還是給B觸發(fā)器后，把信號(hào)傳送給 第二可編程邏輯器X6，第二可編程邏輯器X6為采用EPM7160。第二可編程邏輯器X6經(jīng)過(guò) 邏輯處理后，把處理后的信號(hào)又傳送給第三單片機(jī)X5，第三單片機(jī)X5對(duì)收到的信號(hào)再次確 認(rèn)無(wú)誤，把信號(hào)傳送給內(nèi)部通信接口單元X7。內(nèi)部通信接口單元X7與外部通訊接口單元 X2相同。參照?qǐng)D4，X8為第一單片機(jī)，采用ATMEL89系列中的S51。第一單片機(jī)X8把內(nèi)部 通信接口單元X7傳送過(guò)來(lái)的信息儲(chǔ)存到第二存儲(chǔ)器X9，中，為并向內(nèi)部通信接口單元X7返 回一個(gè)確認(rèn)信息，第二存儲(chǔ)器X9采用X5043芯片。Xll為反饋信號(hào)接口，XlO為D/A轉(zhuǎn)換器，采用TLC2543，D/A轉(zhuǎn)換器XlO用于將反 饋信號(hào)接口 Xll輸入的晶閘管的現(xiàn)場(chǎng)模擬反饋信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字反饋信號(hào)，輸入第一單片機(jī) X8 ；在工作狀況下，第一單片機(jī)X8根據(jù)設(shè)定的要求，進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，若在運(yùn)行過(guò)程中突然檢測(cè) 到D/A轉(zhuǎn)換器XlO的數(shù)據(jù)為零時(shí)，第一單片機(jī)X8會(huì)快速轉(zhuǎn)換到開(kāi)環(huán)運(yùn)行狀態(tài)下，防止脈沖 的突變，造成系統(tǒng)的電流過(guò)大，避免對(duì)系統(tǒng)設(shè)備造成損壞。X17為操作信號(hào)接口，若操作模塊出現(xiàn)通訊故障后，可以通過(guò)觸發(fā)模塊的外接點(diǎn)進(jìn) 行操作， GDU, GDD對(duì)脈沖的位置進(jìn)行控制，Q/T信號(hào)可以對(duì)脈沖位置進(jìn)行鎖定。參照?qǐng)D5，X12為同步信號(hào)接口，一般為交流相電壓，為模擬量17V。X13為同步信 號(hào)邏輯處理單元，這里主要采用了集成塊4050，對(duì)同步信號(hào)進(jìn)行放大、整形處理后，輸入第 一可編程邏輯器X14，生成晶間管的控制脈沖，從第一可編程邏輯器X14的管腳9到15、17 輸出，經(jīng)脈沖信號(hào)輸出單元X15放大后，由脈沖信號(hào)接口單元X16分別給各個(gè)晶閘管(三相 橋的6個(gè)晶閘管)。
權(quán)利要求一種晶閘管用數(shù)字觸發(fā)器，包括觸發(fā)模塊，其特征在于，所述觸發(fā)模塊包含用于運(yùn)行控制算法的第一單片機(jī)、與單片機(jī)連接的第一儲(chǔ)存器、用于轉(zhuǎn)換晶閘管的現(xiàn)場(chǎng)模擬反饋信號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換器、用于產(chǎn)生晶閘管控制脈沖的第一可編程邏輯器、脈沖信號(hào)輸出單元以及同步信號(hào)邏輯處理單元；所述第一單片機(jī)分別連接D/A轉(zhuǎn)換器和第一可編程邏輯器，所述第一可編程邏輯器分別連接同步信號(hào)邏輯處理單元和脈沖信號(hào)輸出單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶間管用數(shù)字觸發(fā)器，其特征在于，還包括操作模塊，所 述操作模塊包含依次串聯(lián)的外部通信接口單元、第二單片機(jī)、第二存儲(chǔ)器、第三單片機(jī)和第 二可編程邏輯器；所述觸發(fā)模塊含包含與第一單片機(jī)連接的內(nèi)部通信接口單元；所述內(nèi)部 通信接口單元連接第三單片機(jī)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及晶閘管觸發(fā)控制領(lǐng)域，公開(kāi)了一種晶閘管用數(shù)字觸發(fā)器。它包括觸發(fā)模塊，其特征在于，所述觸發(fā)模塊包含用于運(yùn)行控制算法的第一單片機(jī)、與單片機(jī)連接的第一儲(chǔ)存器、用于轉(zhuǎn)換晶閘管的現(xiàn)場(chǎng)模擬反饋信號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換器、用于產(chǎn)生晶閘管控制脈沖的第一可編程邏輯器、脈沖信號(hào)輸出單元以及同步信號(hào)邏輯處理單元；所述第一單片機(jī)分別連接D/A轉(zhuǎn)換器和第一可編程邏輯器，所述第一可編程邏輯器分別連接同步信號(hào)邏輯處理單元和脈沖信號(hào)輸出單元。
文檔編號(hào)H02M1/06GK201594790SQ20092027485
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者夏鵬, 陳干, 高璇 申請(qǐng)人:中國(guó)西電電氣股份有限公司