[其他]用于晶闸管变流器的微处理器频率自适应触发器

说明书

本发明属于供电与配电的控制装置或系统，具体地说是对晶闸管变流器中的晶闸管进行移相控制的触发器。可用于晶闸管组成的三相桥式整流电路，反并联三相桥式整流逆变电路，双反星形整流电路，双组双反星形整流电路，以及交-交变频电路，交流电压调压电路等对晶闸管移相控制的场合。

在本发明作出之前，有人提出采用微处理器等大规模集成电路构成数字触发器，如美国IEEE杂志Trans·Ind·AppL·VoL.IA-19，NO.1，1983刊登的论文“用于三相全控桥的微处理机式控制装置”（AMicroprocessor-based    Controllerfor    A    Threephase    Controlled    Rectifier    Bridge）提出用M6802微处理器构成数字触发器。但该电路采用16位计算器记录电源的频率，因而造价高，又是采用相对式触发器方案，对给定的α角变化的响应时间较长，触发脉冲的对称性也不太好。

本发明就是针对上述方案的不足而进行的一种重新设计，目的在于提出一种使用廉价的Z80CPU与Z80CTC及其他集成电路组成的新型结构的数字触发器。由于采用8位计数器，所以造价低廉，所设计的软件数字锁相环（DPLL）对电网频率的变化进行跟踪，使触发脉冲的最大不对称度小于0.72°，性能和抗干扰能力好，采用绝对式触发方案，使触发器对给定的α角的变化响应更快。本发明具有更好的性能/价格比。

本发明的要点是：采用Z80CPU和Z80CTC组成数字锁相环DPLL，对电网频率进行跟踪，以保证在电网频率允许的范围内，触发器输出的触发脉冲相间不对称度仍小于设计值。这样不会造成变流器输出电流的非特征谐波增加。

采用74LS374    8D锁存触发器作为输出触发脉冲的接口，具有数据双缓冲的功能，又用74LS123单稳电路将触发脉冲展宽到所需的要求，这样不仅节省集成电路元件，而且可以允许具有0.144°高的脉冲分辨率。

本发明的应用程序设计是将Z80CTC中的一个通道轮番设定为计数和定时两种工作方式，以配合完成DPLL的功能。所设计的软件滤波器也增加了触发器的抗干扰能力。

附图1是本发明的工作原理框图，其中1是单相同步变压器，2是电压过零比较器，3是光耦合隔离器，4是Z80CTC计数/定时器，5是Z80CPU，6.9是单稳态触发器，7、10是8D锁存锁发器，8、11是或门电路，12是A/D模数转换器，13是给定值拨码盘，14是EPROM。

附图2是本发明的电气原理图。

附图3是本发明应用程序的流程图。

现参照附图对本发明的工作原理及组成部分加以说明如下：

本发明用单相变压器101检测一相交流电源的相位，电阻301，302，电容器401，402组成两级RC滤波器并进行移相，集成电压比较器801与电阻303、304、305、306、307、308和二极管201组成一个灵敏的电压过零检测器。经光耦合器802与晶体管501与电阻309、310、311、312、313、电容器403，404组成隔离的单稳态触发器，将过零信号整形成脉冲形式，作为601可编程序计数器Z80CTC的CLK/TRG1的输入。

Z80CTC可编程序计数器601与Z80CPU602构成一个数字锁相环DPLL，由601的CTC1输出一个1.2倍于电网频率的同步信号，作为晶闸管变流器触发用的多相同步信号。