基于微控制器的电容器储能放电系统设计

基于微控制器的电容器储能/放电系统设计  

摘要：介绍了一种全新的充放电装置设置，给出了一种完整的基于三相交流电的恒流充电设计思想，并让电容器在瞬间放电，达到高压放电的目的。利用其瞬间放电的暂态释放能量以达到人们需要的诸如爆炸、冲击、震荡、起弧、膨胀、形变等物理及化学变化过程。

    电容器储能放电装置采用晶闸管智能控制模块，外置flash单片机（AT89C2051）,数字电位器等进行辅助控制，从而进行电容器恒流充电。系统中既应用到了电力电子技术，又应用到了信息电子技术。用信息电子技术来控制电力电子技术，强弱电都得到了充分利用，可以说电力电子技术在本设计中得到了合理的利用。

    本储能放电装置设计可以根据用户的不同要求充1000V及其以下的任意电压，设备不能太笨重，移动方便，可以随时用于工农业的任何需要的地方。它是当今电子行业比较热门，实用价值比较高的设备，它的出现解决了以前不方便的储能装置，且实用性，经济性进一步加强。

关键词：放电； 储能； 单片机； 晶闸管

摘要·Ⅰ

目次·Ⅲ

1 引言1

2 总体方案2

3 电容器的充放电原理3

3.1 电容器原理4

3.2 电容的定性分析计算5

3.3 当前先进的高压储能电容器技术6

3.4 高压储能放电装置电容器6

3.5 引燃管的工作原理7

4 变压和整流8

4.1 变压器8

4.2 整流模块·10

4.3电容滤波的三相不可控整流电路分析10

4.4 谐波和无功功率的分析·12

4.5 变压器漏感对整流电路的影响·13

5 三相交流晶闸管智能控制模块14

5.1 晶闸管智能控制模块功能及特点·14

5.2 晶闸管智能控制模块电流规格的选取·15

5.3 晶闸管智能控制模块导通角·16

5.4 晶闸管智能控制模块芯片主要参数·17

5.5 DCV12V稳压电源要求·17

5.6 使用环境及要求·17

5.7 引脚说明·17

5.8 晶闸管智能控制模块主要参数·17

5.9 晶闸管智能模块保护·18

5.10散热器的选择20

5.11 恒流模块21

6 AT89C2051单片机控制器件21

6.1 单片机及其外围电路·21

6.2 单片机端口的接法·23

6.3 AT89C2051芯片各端口的功能23

6.4 指示部分·24

6.5 固态继电器·24

6.6 引燃管与晶闸管工作环境·25

6.7 AT89C2051芯片25

6.8 功能特性概述·26

6.9 引脚说明·26

6.10 特殊功能寄存器和编程说明27

6.11 系统流程图28

6.12 AT89C2051芯片程序源代码·28

7 结论31

参考文献·32

致谢·33

附录A·34

附录B·35