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正向电压，故不发光，从而导致其输出端的光电三极管不导通。这时在上拉电阻的作用下，总线收发送器的A端引脚呈现为高电平，该电平状态经TMS320F2812读取后存入相应开关量状态变量。同理，当接在光电耦合器输入端限流电阻外侧的开关量为高电平时，光电耦合器输出端的光电三极管就会导通，由于光电三极管饱和导通时，其c～e间的电压很小，这时总线收发送器的A端引脚相当于接地，即为低电平，然后F2812控制器就接受外部的命令。 4.3.2开关量输出通道
开关量输出通道电路原理如图4-7所示：
图4-7 开关量输出电路
开关量输出通道同样也采用了总线收发送器74LV245作为TMS320F2812的开关量输出扩展。图3-7中只给出了控制一路指示灯和控制一路继电器的情况。总线收发送器的B端口接于数据总线上，A端口接于光电耦合器的输入端，总线收发送器的DIR端接+5V电源，其数据传送方向为从A到B。开关量输出通道中的总线收发送器的使能端G也由地址线及CS_Kout信号来控制。与开关量输入通道相比，开关量输出通道中多了一个74AHC373锁存器，用于锁存由TMS320F2812发出的数字开关量信号。当TMS320F812通过OUT或IN指令访问开关量输入输出通道时，IS控制线由高变低，与此同时地址线也变成与OUT或IN指令中的I/O空间地址相对应的状态，经地址译码器译码后，选通与I/O地址相对应的总路收发送器。对于开关量输入通道来说，当其总线收发送器被选通后，来自光电耦合器的开关量输入信号将通过总线收发送器被送到数据总线上，并在IN指令的作
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用下被保存到相应的数据存储器单元。而对于开关量输出通道来说，当其总线收发送器被选通后，数据总线上的数据通过总线收发送器被送到74AHC373锁存器的输入端，并在74AHC373的时钟信号下降沿到来时，锁存由OUT指令送出的数据，以驱动相应的指示灯和继电器。
4.4 同步检测及移相触发单元
在励磁系统中，移相触发单元的任务是产生可以改变相位的脉冲，用来触发整流桥中的晶闸管，使触发脉冲的相位及控制角随控制电压的大小而改变，从而达到自动调节励磁的目的。电力系统稳定器的移相触发单元的组成一般包括同步、移相脉冲形成、脉冲功率放大等几个基本环节。如图4-8所示：
控 制 信 号同步信号同 步移 相 脉冲 形 成脉 冲 功 率 放 大 α去 整 流桥
图4-8 移相触发单元组成框图
同步信号的捕获和移相脉冲的形成由软件实现，而同步信号整形和脉冲功率放大由硬件电路实现。
在现代大中型同步发电机励磁系统中，功率单元基本上都是采用晶闸管整流桥来控制励磁电流的大小。对于不同的接线方式的晶闸管整流电路，由于晶闸管在每个周期内导通的区间不同，故触发电路与主电路之间的相位配合关系也就不同。本文中的主回路采用三相全控桥，如图4-9所示：
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图4-9 三相全控整流电路
在整流工作状态下，共阴极组的晶闸管只有在其阳极电位最高的一段区间内才有可能导通，因此共阴极组的触发脉冲应在这一段区间内发出。三相触发脉冲按+A、+B、+C相的顺序依次相隔120°发出。共阳极组的晶闸管只有在其阴极电位最低的一段区间内才有可能导通，共阳极组的触发脉冲应在这一段区间内发出。三相脉冲按－C、－A、－B相的顺序依次相隔120°发出，这样对于整个三相全控桥来说，六相触发脉冲应按+A、－C、+B、－A、+C、－B的顺序依次隔60°发出。
4.4.1 同步信号的检测
同步整形电路将交流同步电压信号整形成同周期的方波信号，送入电力系统稳定器的捕获单元，当捕获到方波信号的上升沿时，产生中断请求，作为移相触发脉冲的起点。同步方式可分为两种方式，即单相同步方式和三相同步方式。单相同步方式与三相同步方式相比，单相同步方式简化了硬件电路，减少了中断源，大大提高了系统运行的可靠性，在实际运行中被广泛采用。因此，本文中所设计的电力系统稳定器采取单相同步方式。
在励磁控制系统中，频率的测量具有重要的地位，实时准确地测量到系统频率是实现跟踪采样、脉冲形成以及限制保护的基础。本文中测频电路和同步电路采用同一电路，同步信号检测电路原理图如图4-10所示：
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图4-10 同步信号检测电路
该同步检测电路由滤波电路、LM358比较电路、TLP181高速光电隔离器件等元件组成。在同步电压输入到LM358之前，采用了低通滤波电路对输入的同步电压信号进行滤波，滤除同步电压中的高频干扰信号。通过LM358完成同步电压的过零点检测，形成同步方波信号，最后经过光电隔离器件TLP181与DSP进行隔离。
此同步信号既可以作为可控硅触发脉冲的同步信号，又可兼做DSP电力系统稳定器电量采样的测频信号。同步电压经电压比较器整形成方波，并经过光耦隔离接入TMS320F2812的事件管理器的捕获单元，当CAP口捕获到方波信号的上升沿时，作为移相脉冲的同步信号；当再次捕获到方波信号的上升沿时，记下两次跳变的周期，从而得到当前系统频率。 4.4.2 移相脉冲的形成
脉冲形成环节的作用是在决定了触发脉冲的起始时刻后，由单稳电路产生一定宽度的触发脉冲，并为下一次的触发作好准备，它最终影响着励磁控制系统的性能和安全可靠性。 在可控硅整流系统中，可控硅的触发需要由脉冲移相和脉冲放大两部分组成。脉冲移相触发控制一般有不同方案，例如：用软件中断方法，利用外部硬件锁相环电路和比较器实现硬件延时、分相、 利用计数器实现延时等。
本文脉冲的形成和移相[10]是通过TMS320F2812片上的脉宽调制电路（PWM）来实现的，PWM脉冲的产生受片内比较器的比较动作影响，具体的移相触发脉冲的形成由软件完成。
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4.4.3 脉冲功率放大电路
功率放大环节的作用是对前面产生的具有一定宽度的触发脉冲进行电流放大，以满足触发电路的要求。PWM电路输出的脉冲功率小，不能够直接驱动可控硅导通，为保证可控硅的可靠触发，触发脉冲应有一定的陡度、幅度和宽度，所以必须添加功率放大模块进行功率放大。对于不同机组，其脉冲形成部分是相同的，但其功率放大部分是有所不同的。本文中采用的是三相全控桥式整流电路，具有六组结构相同的脉冲功率放大电路，每组脉冲功率放大电路原理图如图4-11所示：
图4-11 脉冲功率放大电路原理图
图3-11中为防止干扰，光耦把励磁系统与外部隔离， R2、C1限流并使脉冲前沿变陡。脉冲变压器突然关断时，Dl起到续流的作用，D2与D3用于保护晶闸管触发极，R3为限流电阻，R4和发光二极管LED用于脉冲指示。该电路在F2812脉宽调制电路输出的触发宽脉冲基础上，使之变成与之对应的一系列窄脉冲，从而形成脉冲列输出，经功率放大后输出到可控硅的门极，触发相应的可控硅导通。 4.4.4 脉冲故障检测单元
电力系统稳定器的工作是否正常可通过晶闸管触发脉冲的正常与否反映，为保证晶闸管触发脉冲的正常发出，本文的电力系统稳定器采用了脉冲故障检测单元来检测晶闸管触发脉冲的丢失情况，以便使电力系统稳定器能及时纠正错误，若是电力系统稳定器无法恢复的故障，则停止触发脉冲输出，并自动切换到另外
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