单片机控制单相交流调控器的设计.doc

【单片机控制单相交流调功器设计】 在单片机控制的单相交流调功器设计中，主要目标是构建一个能够精确控制电阻性负载功率的系统。该设计适用于2.2KW的电阻性负载，电源为单相220V交流电。设计要求输出功率可连续调节，且调功误差不超过3%。以下是对这个设计的详细解释： 1. **单片机选型与扩展**： - 选择80C31单片机作为控制器，因为80C31具有丰富的内置功能和外设，能够简化系统设计并提高整体性能。它能够检测同步信号，并确保调节精度满足误差要求。 2. **调功器电路设计**： - 使用晶闸管作为电力变换元件，通过对电炉丝的电压调节来控制负载的加热功率。晶闸管的触发控制由单片机通过PID运算来实现，以根据传感器检测到的温度与设定值比较后调节。 3. **信号放大电路**： - 设计可调放大倍数的信号放大电路，用于增强或减弱输入信号，以适应不同功率调节需求。 4. **A/D转换电路**： - 实现模拟信号到数字信号的转换，以便单片机能够处理温度传感器的输入数据。 5. **功率主电路**： - 主电路包括12只单向可控硅和一个单相变压器，形成独特的拓扑结构，实现了三相交流调压并转换为两相交流，提高了效率，效率超过98%。 6. **控制电路**： - 触发电路是关键部分，要求脉冲对称性好，可靠性高，线性跟随控制电压变化，并具备故障报警和显示功能。通过单片机控制，可以实现移相和过零触发，减少谐波干扰。 7. **工作原理**： - 12只可控硅分为6组，每组控制2相电源的开通方向，通过调整它们的导通顺序和时间，实现对输出功率的精细控制。 8. **系统结构**： - 主回路由单向可控硅和变压器构成，通过控制可控硅的开关状态改变电源的输入，进而改变负载功率。 - 单片机的输出与同步过零脉冲结合，直接控制晶闸管的导通，以实现单相电源的调控。 9. **设计要求**： - 系统设计方案需要考虑先进性、实用性和可行性，并详细说明工作原理，绘制单元电路图和整体电路原理图，遵守国家电气标准。 - 课程设计报告应包含详细的计算过程和设计分析，确保原创性，避免抄袭。 总体来说，这个设计项目旨在通过80C31单片机控制的智能系统，实现对单相交流电的精确调功，满足不同功率需求，同时具备高效、可靠和可扩展的特点。这样的系统广泛应用于工业电加热和温度控制场景。