图3-9 MOC3021示意图

TCA785是西门子公司研制生产的集成移相触发器，内部结构图如图3-10所示。它的内部集成有同步检测、矩齿波形成、移相控制、脉冲形成、功率放大等电路。与其他集成触发器相比，由它构成的晶闸管触发电路具有功耗小、功能强、输入阻抗高、抗干扰性能好、移相范围宽、外部器件少、单电源工作、调整方便等优点，且有完善的保护措施，所需外围元件少适用范围广，是一种性能价格比很高的集成触发器，适用于各种晶闸管整流电路和晶闸管交流调压电路[17]。

图3-10 TCA785内部结构图

VS和GND脚分别为直流电源输入端和接地公端。VSYNC端为同步信号输入端，

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同步信号经同步过零电路送至同步寄存锯齿波信号发生器，在每个正弦信号的过零点锯齿波发生器迅速放电并从0初始值开始充电，改变10脚外接的电容或9脚外接的电阻值即可改变锯齿波的斜率。锯齿波电压与11脚的控制电压V11进行比较，当锯齿波电压达到V11的幅度时产生一脉冲，生成控制信号送至脉冲形成及分配环节，从这里可以看出控制角α的大小由控制电压V11的幅度值决定。Q1脚和Q2脚分别为正负半周对应的脉冲输出端。1Q脚和2Q脚分别为Q1脚和Q2脚的反相脉冲输出端，可以根据实际需要选用。所产生的脉冲宽度分别由12脚和13脚外接的电容值决定，QU脚和QZ脚为脉冲合成输出端，每个电源周期翻转两次。6脚I为脉冲封锁端，由6脚电平控制。当V6=“1”时，解除封锁，当V6=“0”时，封锁有效，它是为系统过流、过压或进行其它控制而设立的控制端。TCA785的各脚波形见图3-11所示。

图3-11 TCA785波形图

双向可控硅元件是一种比较理想的交流电力控制元件，在交流电路中用双向可控硅元件代替一组反并联的可控硅可简化电路，且可靠性较高，在功率调节、电压调节、交流电机调速和电子开关等方面应用十分广泛。双向可控硅的主电压-电流特性曲线如图3-12，其中IH为维持电流，VDSM为断态不重复峰值电压，VDRM断态重复峰值电压，规定VDRM=80%VDSM。

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图3-12双向可控硅的主电压-电流特性曲线

欲使双向可控硅中通过交流电流，必须在每半个电流周期对元件进行一次触发；只有在元件中通过的电流大于维持电流后，才能在去掉触发脉冲后维持元件继续导通；只有当元件中通过的电流下降到维持电流以下时，元件才能关断，并恢复阻断能力；元件过零关断后，必须再次进行触发才能重新导通。线路上的电压超过双向可控硅的不重复峰值电压，线路上的dV/dt超过元件的额定dV/dt，线路上的换向要求超过元件的换向能力，具备这三个条件中的一个，就可使元件不经触发也能从断态转为通态。但是在上述条件下导通，往往会导致元件损坏。在交流电路工作的双向可控硅的两个半侧，在每一个电流周期中，先后各自工作半个周期。双向可控硅的主端在不同极性下均具有导通和阻断的可能，从理论上讲，都能以正、负门极电流进行触发，按照门极极性和主端子极性的可能组合有四种触发方式。门极对双向可控硅的作用，可分为常规门极作用，结门极作用和间接门极作用。

双向可控硅的触发控制方式通常有两种。第一种是脉冲移相触发，其工作特点是通过移相触发来达到调压输出的目的。第二种是零触发，这种触发控制可以通过门极短路强制触发来实现，也可以通过脉冲发生器在零相位附近进行同步触发来实现。触发双向可控硅时，往往需要使用某种触发元件，其目的在于改善元件的工作性能和简化触发线路。触发电路由一块TCA785集成触发器为核心而构成。MOC3021将输入弱信号与输出强信号进行隔离，用来避免电源畸变和电网电压波动的影响，增强了抗干扰能力。

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3.3键盘显示部分

系统配置了四个按键，配合显示界面，可以进行相关参数设定，不同运行方式切换，测量校准，开入开出测试等操作。按键SW1～SW4分别为复位、确认、温度加、温度减。其中温度设置键盘和显示部分的电路图如图3-13所示：

图3-13温度输入和显示模块

3.4软件部分

温度控制系统包括硬件和软件两个部分，硬件部分包括了温度检测，加热，调整和显示等多个部分，而软件部分主要是对单片机进行程序设计以控制各个模块之间协调工作，完成温度控制的作用。

根据设计任务的要求,系统软件主要完成温度数据的采集和滤波处理、LED数码管显示以及串口同PC机的通信[18]。程序采用STM32的固件函数库在Re2alViewMDK环境下编写,主要包括以下内容:

（1）初始化

（2）数据的采集和处理 （3）数码显示 （4）串口通信

软件部分的设计思路是将测试并放大过的信号与输入的温度进行比较如果低于临界值则输出信号控制加热模块进行加热，反之控制加热模块断开知道温度降到输入值一下再进行连接，其流程图如图所示：

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