您现在的位置: 新晨 >> 设计论文 >> 电路设计论文 >> 正文

CAN总线调功控制的电路设计

2016/05/31 阅读:

摘要:

调功在现代工业生产中存在大量需求,本文对调功的硬件电路进行了详细的设计,总体上介绍了一种调功方法。针对CAN总线由最初在汽车通信应用领域,快速扩展到工业应用的现状,在设计中为调功控制增添了CAN总线控制接口,提高了调功控制适应性,应用该方法易于对调功进行级联控制。

关键词:

CAN总线;调功;电路;反并联晶闸管

在工业生产中调功控制广泛存在,采用单片机触发晶闸管可以准确地进行调功,随着现场总线的快速发展,结合三者的优势设计了具有CAN总线的调功控制电路。调功电路主要包括六大部分:电源电路、过零检测电路、晶闸管触发电路、控制信号采样电路、CAN通信电路。此外还包括显示电路、控制方式设置端子、按键、报警信号等辅助电路。

1电源

调功电源输入使用了现场380V电压,经变压器后输出多路电压,分别经整流桥整流滤波和二极管全波整流滤波,再经过稳压集成芯片稳压滤波后,分别供给CPU、继电器、晶闸管散热风扇等,见图1。

2CAN总线通信电路

CAN总线通信主要包括控制器和收发器两部分,见图2。随着CAN总线不断扩展应用范围,部分微控制器生产厂商已经将CAN总线控制器集成在芯片内部,对外提供CAN控制器接口,使得设计电路简化,现场抗干扰能力提高[1]。但是对同时需要进行多路CAN总线通信时,还需要对外扩展CAN控制器。设计中CAN总线通信电路采用了外置控制器方式使用了经典的PHILIPS公司的SJA1000芯片,该芯片寄存器配置简洁,工业现场表现非常稳定,在工业控制中具有广泛的应用。目前在CPU端口充足没有内嵌CAN控制器或需要多路对外扩展控制器的情况下,仍旧是一种高效的CAN控制器芯片。CAN收发器采用了TEXASINSTRUMENTS公司的ISO1050CAN隔离芯片,该芯片自带隔离,省去了在控制器和收发器之间的光耦隔离电路,能够保证在收发器受到干扰时,控制器芯片可以正常工作。该CAN总线通信电路可以进行高速数据通信,传输速率最高可以达到每秒1兆位[2]。CAN总线输出端进行了电压钳位保护。

3过零检测电路

晶闸管调功采用了过零触发方式,通过检测过零点控制晶闸管导通完整波形数目进行周期方式或非周期方式过零调功。在进行过零检测时,过零检测电路输入端连接到反并联晶闸管的两端,采集主电路电压信号。主电路出现正过零或负过零超过一个设定阈值电压时三极管开始导通,光耦输出端由低电平跳变为高电平,直到电压接近下一过零点时,三极管截止,光耦输出端跳变为低电平。通过电平跳变获取过零点,见图3。电路使用器件少,过零检测准确简单,功耗较低,并且实现了高压侧和低压侧隔离。

4晶闸管触发电路

晶闸管触发方式采用了脉冲变压器的触发方式[4],脉冲变压器连接在可控硅触发控制单元和可控硅控制极之间,实现脉冲传递和电气隔离,见图4。这种方式相对其他触发方式,具有触发信号强,触发有效等优点。电路输入端接收CPU产生的脉冲串,输出端输出触发脉冲,该电路不但可以进行过零触发,还可以进行移项触发,应用范围广泛。六路晶闸管分别采用各自独立的触发电路完成触发。

5电流采样电路

电流采样电路输入连接串联在主回路的电流互感器,电流信号转换成电压信号输入AD转换端口,见图5,电流采样电路可以进行过流保护、三项不平衡等故障检测[3]。

6调功控制信号检测

调功使用4~20mA电流输入或电压输入,电流采样电路将电流信号转换成1~5V电压信号输入给CPU,进行AD采样[6],见图6。电压采样电路,对电压信号进行处理后输入CPU,通过设置开关选择使用电压或电流信号,进行自动调功控制,见图7。调功还需要进行现场手动控制,使用电位器控制输入信号。

7总结

论文详细给出了在大功率反并联晶闸管进行调功控制的详细硬件电路,电路具有较通用性强,结构简洁,较低成本等优点。电路成功应用在其他不同晶闸管控制设备中,现场运行稳定可靠,设备维护工作量少。

作者:宋国清 鲁广彬 郭丽 关慧军 单位:齐齐哈尔高等师范专科学校 齐齐哈尔齐力达电子公司

CAN总线调功控制的电路设计

2016/05/31 阅读:

推荐度:

免费复制文章