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摘要：

調功在現代工業生產中存在大量需求，本文對調功的硬件電路進行了詳細的設計，總體上介紹了一種調功方法。針對can總線由最初在汽車通信應用領域，快速擴展到工業應用的現狀，在設計中為調功控制增添了CAN總線控制接口，提高了調功控制適應性，應用該方法易于對調功進行級聯控制。

關鍵詞：

CAN總線；調功；電路；反并聯晶閘管

在工業生產中調功控制廣泛存在，采用單片機觸發晶閘管可以準確地進行調功，隨著現場總線的快速發展，結合三者的優勢設計了具有CAN總線的調功控制電路。調功電路主要包括六大部分：電源電路、過零檢測電路、晶閘管觸發電路、控制信號采樣電路、CAN通信電路。此外還包括顯示電路、控制方式設置端子、按鍵、報警信號等輔助電路。

1電源

調功電源輸入使用了現場380V電壓，經變壓器后輸出多路電壓，分別經整流橋整流濾波和二極管全波整流濾波，再經過穩壓集成芯片穩壓濾波后，分別供給CPU、繼電器、晶閘管散熱風扇等，見圖1。

2CAN總線通信電路

CAN總線通信主要包括控制器和收發器兩部分，見圖2。隨著CAN總線不斷擴展應用范圍，部分微控制器生產廠商已經將CAN總線控制器集成在芯片內部，對外提供CAN控制器接口，使得設計電路簡化，現場抗干擾能力提高[1]。但是對同時需要進行多路CAN總線通信時，還需要對外擴展CAN控制器。設計中CAN總線通信電路采用了外置控制器方式使用了經典的PHILIPS公司的SJA1000芯片，該芯片寄存器配置簡潔，工業現場表現非常穩定，在工業控制中具有廣泛的應用。目前在CPU端口充足沒有內嵌CAN控制器或需要多路對外擴展控制器的情況下，仍舊是一種高效的CAN控制器芯片。CAN收發器采用了TEXASINSTRUMENTS公司的ISO1050CAN隔離芯片，該芯片自帶隔離，省去了在控制器和收發器之間的光耦隔離電路，能夠保證在收發器受到干擾時，控制器芯片可以正常工作。該CAN總線通信電路可以進行高速數據通信，傳輸速率最高可以達到每秒1兆位[2]。CAN總線輸出端進行了電壓鉗位保護。

3過零檢測電路

晶閘管調功采用了過零觸發方式，通過檢測過零點控制晶閘管導通完整波形數目進行周期方式或非周期方式過零調功。在進行過零檢測時，過零檢測電路輸入端連接到反并聯晶閘管的兩端，采集主電路電壓信號。主電路出現正過零或負過零超過一個設定閾值電壓時三極管開始導通，光耦輸出端由低電平跳變為高電平，直到電壓接近下一過零點時，三極管截止，光耦輸出端跳變為低電平。通過電平跳變獲取過零點，見圖3。電路使用器件少，過零檢測準確簡單，功耗較低，并且實現了高壓側和低壓側隔離。

4晶閘管觸發電路

晶閘管觸發方式采用了脈沖變壓器的觸發方式[4]，脈沖變壓器連接在可控硅觸發控制單元和可控硅控制極之間，實現脈沖傳遞和電氣隔離，見圖4。這種方式相對其他觸發方式，具有觸發信號強，觸發有效等優點。電路輸入端接收CPU產生的脈沖串，輸出端輸出觸發脈沖，該電路不但可以進行過零觸發，還可以進行移項觸發，應用范圍廣泛。六路晶閘管分別采用各自獨立的觸發電路完成觸發。

5電流采樣電路

電流采樣電路輸入連接串聯在主回路的電流互感器，電流信號轉換成電壓信號輸入AD轉換端口，見圖5，電流采樣電路可以進行過流保護、三項不平衡等故障檢測[3]。

6調功控制信號檢測

調功使用4～20mA電流輸入或電壓輸入，電流采樣電路將電流信號轉換成1～5V電壓信號輸入給CPU，進行AD采樣[6]，見圖6。電壓采樣電路，對電壓信號進行處理后輸入CPU，通過設置開關選擇使用電壓或電流信號，進行自動調功控制，見圖7。調功還需要進行現場手動控制，使用電位器控制輸入信號。

7總結

論文詳細給出了在大功率反并聯晶閘管進行調功控制的詳細硬件電路，電路具有較通用性強，結構簡潔，較低成本等優點。電路成功應用在其他不同晶閘管控制設備中，現場運行穩定可靠，設備維護工作量少。

作者：宋國清 魯廣彬 郭麗 關慧軍 單位：齊齊哈爾高等師范?？茖W校 齊齊哈爾齊力達電子公司