專利名稱：微電腦無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及大功率交流穩(wěn)壓電源技術(shù)，特別是一種采用微電腦控制的全自動補(bǔ)償式大功率交流穩(wěn)壓器。
1997年由浙江省機(jī)械工業(yè)廳、浙江大學(xué)主辦出版的《機(jī)電工程》第5期公開了一種大功率自動補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓電源，它主要由補(bǔ)償變壓器、柱式調(diào)壓器、電源采樣比較控制電路，伺服電機(jī)及機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)成，其不足之處它采用了碳刷移動調(diào)節(jié)，工作壽命短，又采用機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，響應(yīng)時間長，噪音大，且容易產(chǎn)生機(jī)械故障。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計一種對輸出電壓進(jìn)行無觸點(diǎn)控制補(bǔ)償，且快速穩(wěn)定輸出電壓的微電腦無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)解決方案一種微電腦無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器，包含主控補(bǔ)償變壓器單元TRi(i=1．2…)、單片機(jī)IC1(MCS-51)、A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2(ADC0809)、輸出接口IC3(8255)、I／O可編程邏輯控制電路IC4(GAL16V8)、隔離電路IC5，其中，單片機(jī)IC1、A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2、輸出接口IC3共用數(shù)據(jù)總線；每個主控補(bǔ)償變壓器單元TRi初級線圈的同名端全部并接為一端，然后，同名端與另一端各通過兩組晶閘管可控調(diào)節(jié)單元分別與穩(wěn)壓電源輸出端的火線、零線相連接，晶閘管可控調(diào)節(jié)單元的控制極與隔離電路IC5輸出端相連接；單片機(jī)IC1的P0．0～P0．2端與A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2的地址端C、B、A相連接；單片機(jī)IC1的P2．0端、P2．1端、P2．5端、RD端、WR端分別與輸出接口IC3的A0端、A1端、CS端、RD端、WR端相連接；單片機(jī)IC1的P2．4端、RD端、WR端分別與二輸入或非門電路IC6(7402)的第3腳、第2腳、第6腳相連接，同時，二輸入或非門電路IC6的第3腳與第5腳相短接，第4腳、第13腳、第8腳還分別與A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2的CE端、ALE端、ST0端相連接。
單片機(jī)IC1將A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2送來的電壓信號與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較、判斷，然后從單片機(jī)IC1輸出端輸出信號，通過輸出接口IC3、I／O可編程邏輯控制電路IC4、隔離電路IC5控制相應(yīng)的晶閘管可控調(diào)節(jié)單元導(dǎo)通或不導(dǎo)通，切換對應(yīng)的主控補(bǔ)償變壓器單元初級線圈兩端與電源輸出端的火線、零線的連接，使主控補(bǔ)償變壓器單元提供的補(bǔ)償電壓為正或負(fù)或不補(bǔ)償，達(dá)到其對輸出電壓進(jìn)行無觸點(diǎn)控制補(bǔ)償，且快速穩(wěn)定輸出電壓的目的。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1為本實(shí)施例穩(wěn)壓電路原理方框圖。
圖2為圖1中主回路電路原理圖。
圖3為圖1中控制電路硬件原理圖。
如圖1、圖2所示，本實(shí)施例每相包含主控補(bǔ)償變壓器單元TR1、TR2、TR3、A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2、晶閘管可控調(diào)節(jié)單元Sr1-Sr8、單片機(jī)IC1(MCS-51)、輸出接口IC3(8255)、I／O可編程邏輯控制電路IC4(GAL16V8)、隔離電路IC5，其中，單片機(jī)IC1、A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2、輸出接口IC3共用數(shù)據(jù)總線；每個主控補(bǔ)償變壓器單元TRi初級線圈的同名端全部并接為一端，然后，同名端與另一端各通過兩組晶閘管可控調(diào)節(jié)單元分別與穩(wěn)壓電源輸出端的火線、零線相連接；輸出接口IC3輸出端A口、B口、C口通過I／O可編程邏輯控制電路IC4(GAL16V8)、隔離電路IC5分別與各晶閘管可控調(diào)節(jié)單元的控制極相連接；單片機(jī)IC1的P0．0～P0．2端與A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2的地址端C、B、A相連接；單片機(jī)IC1的P2．0端、P2．1端、P2．5端、RD端、WR端分別與輸出接口IC3的A0端、A1端、CS端、RD端、WR端相連接；單片機(jī)IC1的P2．4端、RD端、WR端分別與二輸入或非門電路IC6(7402)的第3腳、第2腳、第6腳相連接，同時，二輸入或非門電路IC6的第3腳與第5腳相短接，第4腳、第13腳、第8腳還分別與A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2的CE端、ALE端、ST0端相連接。
單片機(jī)IC1的中斷輸入端INT0／P3．2與缺相檢測電路“QX”輸出端Y相連接；單片機(jī)IC1的P1．0～P1．2端分別與驅(qū)動電路IC7的第1、3腳相連接，同時，驅(qū)動電路IC7的第4腳與中間繼電器J1相連接，第2腳與蜂鳴器相連接；單片機(jī)IC1的P1．4端、RST端與看門狗“WD”電路A、B端相連接。
當(dāng)本裝置上電開機(jī)后，單片機(jī)IC1開始對輸出接口IC3等外圍器件初始化，經(jīng)延時后，進(jìn)行以下循環(huán)操作
首先，單片機(jī)IC1的P2．4端、WR端、RD端發(fā)一個信號到二輸入或非門電路IC6，經(jīng)二輸入或非門電路IC6邏輯變換向A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2發(fā)一個啟動信號，同時單片機(jī)IC1的P0．0～P0．2端向A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2發(fā)送一個地址信號；此時A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2分別對A、B、C三相輸出電壓進(jìn)行采樣，采樣完成后，單片機(jī)IC1從P2．4端發(fā)送一個高電平終止A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2的采樣。
其次是進(jìn)行數(shù)據(jù)比較處理單片機(jī)IC1將接收到數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)電壓值進(jìn)行比較，決定補(bǔ)償與否及其補(bǔ)償量。
最后是補(bǔ)償輸出單片機(jī)IC1的P2．5端、WR端、RD端送信號到輸出接口IC3，由單片機(jī)IC1的P2．0端、P2．1端決定輸出接口IC3輸出端口(A口、B口或C口)，即當(dāng)P2．0、P2．1端為00時，單片機(jī)IC1向輸出接口IC3的A口寫數(shù)據(jù)，01時向B口寫數(shù)據(jù)，10時向C口寫數(shù)據(jù)。單片機(jī)IC1的P0．1～P0．7端分別依次傳送出三相電壓補(bǔ)償值(信號)，經(jīng)I／O可編程邏輯控制電路IC4到隔離電路IC5分別去觸發(fā)三相晶閘管可控調(diào)節(jié)單元的控制極Gi(i=1，2…)，從而達(dá)到電壓補(bǔ)償?shù)哪康摹?br> 當(dāng)輸入電壓UIN太高或太低，使輸出電壓與額定電壓偏差超過6-10％時，由單片機(jī)IC1的P1．0端發(fā)出一個信號給驅(qū)動電路IC7啟動蜂鳴器發(fā)出聲音報警。
當(dāng)輸出電壓與額定電壓偏差超過10％時，由單片機(jī)IC1的P1．1端經(jīng)驅(qū)動電路IC7送一個信號到中間繼電器J1，中間繼電器J1動作帶動輸出供電系統(tǒng)的交流接觸器，切斷供電系統(tǒng)。
當(dāng)三相中因某一相故障出現(xiàn)缺相時，缺相檢測電路“QX”將會送出一個信號到單片機(jī)IC1的INT0／P3．2端(中斷輸入腳)，由單片機(jī)IC1即調(diào)用中斷處理程序，從而啟動報警系統(tǒng)，并切斷輸出供電系統(tǒng)，起到缺相保護(hù)的作用。
當(dāng)單片機(jī)IC1的程序因外界干擾導(dǎo)致程序走飛(出錯)時，看門狗“WD”電路將輸出一個信號到單片機(jī)IC1的RST／PD端，使單片機(jī)IC1重新啟動。
綜上所述，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于采用了高性能單片機(jī)，故在運(yùn)行中高效、可靠、調(diào)節(jié)速度快。
2、能夠?qū)θ喾謩e進(jìn)行調(diào)節(jié)，排除了三相不平衡的缺點(diǎn)。
3、由于采用了無觸點(diǎn)開關(guān)，克服了傳統(tǒng)大功率補(bǔ)償式穩(wěn)壓器機(jī)械故障和碳刷的磨損等缺點(diǎn)，而且省去了調(diào)壓變壓器部分，故其體積，重量大為減少，從而也大大地提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
4．具有過壓、欠壓、缺相、故障診斷、報警等全方位的保護(hù)功能。
權(quán)利要求1.一種微電腦無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器，包含主控補(bǔ)償變壓器單元TRi(i=1．2…)、單片機(jī)IC1(MCS-51)、A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2(ADC0809)、輸出接口IC3(8255)、I／O可編程邏輯控制電路IC4(GAL16V8)、隔離電路IC5，其中，單片機(jī)IC1、A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2、輸出接口IC3共用數(shù)據(jù)總線，其特征在于每個主控補(bǔ)償變壓器單元TRi初級線圈的同名端全部并接為一端，然后，同名端與另一端各通過兩組晶閘管可控調(diào)節(jié)單元分別與穩(wěn)壓電源輸出端的火線、零線相連接，晶閘管可控調(diào)節(jié)單元的控制極與隔離電路IC5輸出端相連接；單片機(jī)IC1的P0．0～P0．2端與A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2的地址端C、B、A相連接；單片機(jī)IC1的P2．0端、P2．1端、P2．5端、RD端、WR端分別與輸出接口IC3的A0端、A1端、CS端、RD端、WR端相連接；單片機(jī)IC1的P2．4端、RD端、WR端分別與二輸入或非門電路IC6(7402)的第3腳、第2腳、第6腳相連接，同時，二輸入或非門電路IC6的第3腳與第5腳相短接，第4腳、第13腳、第8腳還分別與A／D采樣轉(zhuǎn)換電路IC2的CE端、ALE端、ST0端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電腦無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器，其特征在于單片機(jī)IC1的P1．0～P1．2端分別與驅(qū)動電路IC7的第1、3腳相連接，同時，驅(qū)動電路IC7的第4腳與中間繼電器J1相連接，第2腳與蜂鳴器相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電腦無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器，其特征在于單片機(jī)IC1的中斷輸入端口INT0／P3．2與缺相檢測電路“QX”輸出端Y相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微電腦無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器，其特征在于單片機(jī)IC1的P1．4端、RST端與看門狗“WD”電路A、B端相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種采用微電腦控制的補(bǔ)償式大功率交流穩(wěn)壓器。其特點(diǎn)在于它采用單片機(jī)控制系統(tǒng)及晶閘管可控調(diào)節(jié)單元分別對補(bǔ)償變壓器的初級線圈兩端與電源輸出端火線、零線的連接進(jìn)行切換,達(dá)到其對輸出電壓進(jìn)行無觸點(diǎn)控制補(bǔ)償,且快速穩(wěn)定輸出電壓的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比,它具有運(yùn)行高效、可靠、調(diào)節(jié)快速、三相自動平衡、無機(jī)械故障和碳刷磨損等優(yōu)點(diǎn),同時設(shè)置了過壓、欠壓、缺相、故障診斷、報警等全方位的保護(hù)功能。
文檔編號H02H3/08GK2426174SQ0020409
公開日2001年4月4日 申請日期2000年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月1日
發(fā)明者莊瑞飄 申請人:莊瑞飄