一种数字控制的三相移相触发电路设计

　　1 概述

　　目前，我国的可控硅触发电路分为三类：第一类是模拟型。该类型是80年代初出现的专用集成触发电路产品，此类可控硅触发电路易受元件参数分散性、同步电压波形畸变、温度变化等因数影响，电路较为复杂，可靠性低，抗干扰性差，而且输出不稳定，装置功率大等缺点;第二类是可编程数字型。此类型采用单片机、CPLD等设计，采用编程设置同步和移相.但该类型触发电路具有电路规模较大，技术要求高，软件抗干扰能力差等缺点，而且不易实现小型化、小量产，限制了其广泛应用;第三类是采用数字移相的集成电路。该类触发电路克服了以上两类的一些缺点，大大提高了移相精度和对称度，且易于控制，提高电路的稳定性和可靠性。这里给出一款用于可控硅的集成电路数字控制的三相移相触发电路。针对点电网及现场出现的噪声干扰问题，提出一种去抖动电路设计方案.阐述了移相电路的基本设计思路。

　　2 电路设计

　　2.1 电路框架

　　三相正弦输入(ACl～AC3)经比较器，转换成与输入同步的方波信号，再经去抖动电路消除输入信号噪声，生成干净的同步方波信号，进入移相电路。移相控制信号由外部电压输入提供，移相控制电压经9 bit A/D转换器转换，作为移相电路中计数器的初始值，当计数器计数满时，产生一个移相脉冲，该移相脉冲再次触发脉宽发生电路，产生所需的脉宽信号，经调制后输出。该电路框图如图1所示。表l给出了各引脚功能说明。

　　2.2 噪声消除电路

　　图2是去抖动电路。三相交流电同步信号经比较器后，通过触发器使其与内部时钟同步，同步信号a.b和c分别对应图3中的/net63./net58和/net43，可见这3个信号的上升沿和下降沿都具有毛刺抖动信号。图2中的电路A部分是边沿检测电路，其功能是利用a，b和c所有上升沿和下降沿产生小脉冲。电路A部分的输出作为时钟信号进入电路B，实现去抖动电路。当第一个脉冲到来时，触发器输出高电平，同时启动电阻电容的充电电路，电容充电，当充电达到使其后面的反相器翻转，触发器复位，触发器输出低电平。电容充电波形如图3中的/net90，触发器输出信号波形为/net52。再利用该输出信号作为时钟信号对同步信号a，b和c采样，滤除信号中的所有毛刺抖动成分，最终输出信号为/out3，/out2和/outl。

　　2.3 移相电路

　　移相电路是数字三相移相触发电路的主要部分。其原理如图4所示，同步信号、正弦信号通过过零比较器变为相位与周期一致的同步方波，上升沿和下降沿检验电路检验出同步方波的上升沿和下降沿，产生的两个尖脉冲分别对应同步信号正负半周的的触发信号。采用该触发信号启动计数器进行减法计数，A/D转换器输出置为计数器的初值，当减法计数器为零时则产生移相后的尖脉冲，减法计数器的启动和停止脉冲之间的相位差，即对应于脉冲群与正弦波之间的相位差△φ。