摘 要：
介紹以CYPRESS產(chǎn)品為核心的基于PSOC 3的移相控制器的設(shè)計與實現(xiàn)。本設(shè)計采用PSOC技術(shù)，使用CapSense作為控制信號的輸入，通過PSOC進行數(shù)字調(diào)相，實現(xiàn)對功率的調(diào)整。并提供按鍵輸入信號，以滿足用戶的不同的應用要求。
引 言：
工業(yè)領(lǐng)域中功率調(diào)整一般采用可控硅移相控制的方法，通過改變交流電的初始相位（導通角）來控制電源對負載的輸出功率。這種電路多使用電位器，因此就不可避免的具有電位器的缺陷：機械磨損、摩擦噪聲等。本設(shè)計采用PSOC技術(shù)，使用PSOC CapSense和按鍵作為控制信號的輸入，通過PSOC進行數(shù)字調(diào)相，避免了電位器調(diào)整的缺陷。
PSOC 簡 述
PSoC是Cypress半導體有限公司生產(chǎn)的的可編程片上系統(tǒng)芯片。它主要由8位微處理器，可編程模擬模塊和數(shù)字模塊，外加可編程恒流源(IDAC). I2C，F(xiàn)lash, SRAM等周邊外圍模塊組成，如圖1所示。
圖1 PSoC的功能框圖
因此，PSoC除了能實現(xiàn)一般MCU的功能外，還可通過可編程模擬和數(shù)字模塊靈活地實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)所需的模擬與數(shù)字外圍功能。為了方便用戶簡單而快速地實現(xiàn)模擬數(shù)字外圍功能的設(shè)計，Cypress基于可編程數(shù)字模擬模塊構(gòu)建了大量的用戶模塊，如可編程運算放大器，比較器，6至14位的模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，濾波器，8/16 /24/32位定時器/計數(shù)器，脈寬調(diào)制器，觸摸感應等模塊。這些用戶模塊將PSoC內(nèi)部的寄存器配置，數(shù)字模塊和模擬模塊之間的內(nèi)部連線，底層API(ApplicaTIon Program Interface, 應用程序接口)函數(shù)都已設(shè)計好了。當用戶需要某個數(shù)字模擬外圍功能時，只需要簡單地調(diào)用相應的用戶模塊即可實現(xiàn)。
1、系統(tǒng)原理
交流電與PSOC之間采用光電耦合進行隔離，通過光電耦合將交流電的過零點檢測信號送給PSOC，采用中斷方式以實現(xiàn)交流電每個周期的同步，根據(jù)過零信號使用PSOC內(nèi)部定時器確定初始相位，給出控制觸發(fā)脈沖，來完成輸出交流電相位的控制從而實現(xiàn)功率的調(diào)整。移相的角度等相關(guān)信息通過諾基亞5110液晶進行顯示。圖一為主電路結(jié)構(gòu)圖。
圖1. 主電路結(jié)構(gòu)框圖
2、方案設(shè)計
2.1方案一
采用交流控制系統(tǒng)的專用集成電路，該類芯片多采用CMOS工藝制造，與外部交流脈沖同步的可控硅移相觸發(fā)電路。提供多種控制方式以滿足用戶不同的應用要求，移相角度0～180度。但使用集成芯片會增加外部器件成本，容易損壞，擴展性低。
2.2方案二
程序控制調(diào)相，通過CPU外圍檢測電路檢測交流電的過零點，經(jīng)CPU處理后給出精確的同步觸發(fā)脈沖，調(diào)整交流電的初始相位。其調(diào)整靈活、精度高、且容易實現(xiàn)閉環(huán)控制，擴展性強。
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