AT89C2051单片机的晶闸管触发电路设计

自晶闸管被用作开关元件以来，其触发电路经过了晶闸管分离元件阶段和集成电路阶段后进入了单片机嵌入阶段。使用以单片机为核心的触发电路虽然避免了前两个阶段元件多、故障率高和低智能化的缺点，但可靠性、迅速性和抗干扰性还存在诸多不足。

本设计详细介绍了一种基于AT89C2051单片机的晶闸管触发电路，具有高集成度、智能化、体积小、安全、迅速、可靠稳定等优点，今后必将被广泛应用。文中以晶闸管投切电容器为例来详细说明触发电路的工作原理。

1 触发电路的硬件设计

硬件电路以ATMEL公司的AT89C2051单片机为核心，包括晶闸管过零检测电路、控制器投切命令电路、脉冲隔离放大电路等几部分组成，硬件框图如图1所示。

2 触发电路的软件设计

软件设计采用中断服务程序的方法。脉冲宽度和间隔采用软件延时方法来定时。程序设计简单，短小精悍，思路清晰。程序流程图如图2所示。

3 性能测试

为检验触发电路的性能，设计了检测电路。检测电路原理图如图3所示。

实验电路由触发电路、一组反并联晶闸管、一组串联电容、DC 24 V和DC 5 V开关电源各一个连接而成。实建电路如图4所示。其中DC 24 V电源提供触发板工作电压，DC 5V电源模拟控制器投切信号。为观察方便，笔者在一个电容器上并联了指示灯，具体如图4所示。

正确连接电路，检查无误后打开24V直流电源，触发电路中L1指示灯被点亮，单片机正常工作；打开AC220 V电源，使晶闸管两极带电；打开5V电源，使触发板开始工作，此时L2、L3、L4指示灯全部被点亮，并联电容上的指示灯也被点亮，证明触发电路触发晶闸管导通。

用示波器观察脉冲变压器触发信号如图5所示。

经观察触发脉冲前沿陡度达1～2A/μs，触发电流为晶闸管最大触发电流的2倍，脉冲幅度足够，电路设计十分成功。

4 结论

基于AT89C2051单片机的晶闸管触发电路成功的实现了对晶闸管迅速、可靠的触发，已成功的应用于电力系统无功补偿、滤波装置中，其智能、安全、可靠的优点通过了工业现场恶劣环境的检验，具有很好的应用前景。