单片机控制的静电除尘电源调压系统

　　三相交流调压是通过调节反并联晶闸管的导通角，来实现对电源输出电压的有效控制的，因此晶闸管能否稳定可靠地触发，是至关重要的。本控制系统采用 CA6100晶闸管通用触发板，其基本原理如图 3所示。

　　CA6100通用可控硅触发板是以 40芯 CMOS大规模集成电路（专用芯片）为核心，利用锁相环技术（ PLL）和多芯片合成技术（ MCM），通过压控振荡器（ VCO）锁定的三相同步信号间的逻辑关系设计出的一种晶闸管触发系统。0～5V的直流输入电压，可以控制输出脉冲的移相范围从 5°～175°连续线性可调，且晶闸管触发脉冲幅值可达到 15V/2A，能够满足静电除尘电源对晶闸管触发脉冲的要求。

　　3.3 信号采集与检测电路设计

　　系统主要检测一次电压、一次电流、二次电压和二次电流四路模拟量。采用电压和电流互感器分别对一次电压和电流进行检测。由于静电除尘电源二次电压输出很高，所以需经电阻分压，然后通过霍尔电压传感器进行检测，二次电流检测则采用回路串电阻的方式。这四路检测型号经过信号调理电路，进入单片机的 A/D转换口，单片机的 ADC模块分别对其顺序采样和 A/D转换。图 4为一次电流信号调理电路，主要包括整流、比例放大和二阶有源滤波三部分。

　　3.4 液晶显示模块设计为了使装置的人机接口界面更加友好、直观，在本装置中采用中文液晶显示模块作为人机接口界面。采用液晶模块型号为 LCM320240ZK，显示内容 20×15行，内含 7602个简体中文字型。但是其工作时序和 80C196单片机不兼容，需要用到 8155扩展。其他管脚则直接与单片机相连接，读 (E)、写(R/W)端口分别和 80C196KC单片机的读、写信号相连，片选信号(CS1、CS2)由 38译码器提供。

　　3.5 软件设计

　　主程序完成整个模块的控制流程和子程序模块调用等功能。子程序模块完成整个装置的不同功能的实现，包括初始化模块、液晶显示模块、 A/D采集转换模块、PID调节稳压稳流模块等。其中初始化模块的主要功能是完成单片机的有关初始化设置，包括有关端口的选通、功能的选择，以及中断的允许等。 A/D采集转换模块是实现对被测信号的重复采样，并且在单片机中完成数据转换。稳压稳流模块的功能是采用 PID控制算法并结合 80C196单片机输出的 D/A电压信号进行调节，从而实现电压或电流的稳定，且具有软启动功能。

　　3.6 火花快速检测的实现方式

　　要提高静电除尘电源的除尘效率，每个除尘反应器都要工作在最佳火花率下。为了实现火花控制，必须检测火花放电现象。当产生火花放电时，会引起二次电流大幅度增加，利用这一特点就可以采用硬件直接比较的方法，通过 LM393将二次电流反馈值与设定的火花放电阈值进行比较，经 6N138光耦和 RS触发器后，接至单片机 80C196KC的外部中断口。由于中断级别很高（外部中断 XINT1），当检测到火花放电时，就执行相应的火花放电程序，记忆当前放电时的运行电压，并将当前运行电压降低到设定的火花回压点，运行电压再从回压点以分段上升的方式上升至上次放电时的运行电压，这样就保证了静电高压除尘电源始终保持在临界放电电压状态。

　　4. 结语

　　基于单片机 80C196KC的静电除尘电源智能控制系统实时响应快、精度高、可监控性好、抗干扰性强，通过实际运行证明，能够自动跟踪电场的变化，输出最佳电晕功率，从而使除尘效率大为提高，具有广阔的市场应用前景。