单相相位触发器TC782A的设计及应用 1引言 目前使用的单相相位触发集成电路主要有KJ(KC)004、KJ009和TCA785,在长期的使用过程中,发现有如下几个问题:(1)KJ电路必须采用正负电源,并且电路功耗较大。(2)KJ电路内部采用三极管比较,温度特性差。(3)KJ004没有交相锁定的抗干扰设计。(4)KJ电路的输出采用跟随输出,没有采用互补输出,可靠性差。(5)KJ和TCA785输出阻抗低,外围元件多。(6)输出没有调制脉冲,不能采用小型脉冲变压器。由于以上诸多缺点,所以在使用中感到不便。 我们设计了一种使用单电源,可触发单双向可控硅,且占空比可调制并有多种保护功能的单相移位触发集成电路。它的外接元件少,调试方便,工作可靠。这种TC782A给触发电路增加了一个新品种,给设计人员和维修人员带来便利。 2逻辑结构和电路工作原理 2?1逻辑结构框图
图1逻辑框图 图1示出电路的逻辑框图,它由同步过零和极性检测电路、锯齿波形成电路、锯齿波与给定电压比较电路、抗干扰电路、调制脉冲发生电路、脉冲形成电路和脉冲输出电路组成。 2?2工作原理 TC782A采用单电源供电,同步信号A经分压电阻网络进入电路的14脚,通过过零检测和极性判别电路检测出零点和极性,在13脚的Ca电容器上积分,形成锯齿波,锯齿波的大小与Ca电容器的容值成反比,12脚接大电阻器可微调锯齿波。锯齿波与移相电压在比较器中比较,取得相交点即为移相角,移相电压由1脚通过电位器或外电路调节取得。移相电压增加,输出导通角减小。 抗干扰锁定电路具有锁定功能,在交相点以后,锯齿波或移相电压的波动不能影响输出,直到下一个过零点,保证交相的唯一与稳定。 脉冲形成电路是由脉冲发生器给出调制脉冲,7个脉冲形成一个脉冲列,这个脉冲列的宽度就是调制脉冲或方波的宽度,改变10脚CX电容器值以改变调制频率,从而改变调制脉冲或方波的宽度,
图2管脚排列 表1管脚符号及功能
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CX增大,宽度增大,CX减少,宽度减小;10脚不接CX而接低电平,可得到正负半周全占空输出。输出采用调制或方波可通过电路的2脚来选择,2脚悬空或高电平为调制脉冲输出,2脚低电平为方波输出。
脉冲输出从7脚、8脚和9脚引出。相对于输入端14脚的同步电压,8脚为同步正半周输出脉冲,7脚为同步负半周输出脉冲,7脚和8脚用来触发单相可控硅;9脚为同步正负半周输出脉冲,用来触发双相可控硅。输出端可驱动功率管,经脉冲变压器触发可控硅;也可直接驱动光电耦合器,经隔离触发可控硅或三极管。
3脚为不锁定保护端,高电平禁止输出,低电平或悬空为允许输出;5脚为锁定保护端,悬空时为低电平,正脉冲禁止输出,同时3脚也为高电平,要恢复允许状态,需要在6脚接低电平进行复位,6脚悬空为高电平。当用户需要对过压、过流进行处理时,可根据不同的情况选择保护方式。
2?3电路引脚及其功能
图2示出该电路的管脚排列。表1示出管脚符号及功能。
3电路参数和波形
表2示出电路在15V电压下的主要参数。
图3示出TC782A电路的波形。
4使用说明和注意事项
(1)同步正弦电压Va必须通过电阻网络加在电路的14脚上,14脚是以电路VCC的1/2为零线,峰?峰值是在0~VCC之间的同步电压。
(2)锯齿波幅值的调节可通过13脚上的电容器Ca值的大小改变,也可通过在12脚到地之间接大电阻器来改变。
(3)移相电压的范围应与锯齿波幅值相一致。考虑到电路对电容器放电的压降,移相电压的零电位应比电路地正0.1V~0.2V。
(4)因为设计正向锯齿波,所以移相电压的高导通角小;如果需要移相电压的高导通角大,应用运算放大器倒相。
(5)CX的大小可调节输出脉冲宽度。
图3波形图
表2TC782A的主要电参数
主要电路参数 | |||
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IDD | 静态电流 | <2~4 | mA |
VAIN | 同步零电压 | 1/2Vcc | V |
IIN | 输入电流 | <0.3 | μA |
Ioh | 输出驱动电流 | 15 | mA |
P-top | 最大功耗 | 200 | mW |
推荐工作条件 | |||
Vcc | 电源电压 | 8~15 | V |
Va | 同步输入VP-P | 0~Vcc | V |
Pi,Vr | 控制输入电压 | 0~Vcc | V |
f | 同步信号频率 | 10~1K | Hz |
T | 最佳工作温度 | -25~85 | ℃ |
图4示出的是OV8600/OV8100的归一化光谱特性曲线。
(a)小功率双向可控硅触发电路
(b)反并联或桥式可控硅触发电路
图4应用实例
(6)保护端悬空时为低电平,复位端悬空时为高电平。
(7)输出端可输出不小于25mA的电流,电路输出的限流电阻器和管子的β应与电路相适配。
5应用
图4示出该电路的两种应用实例,(a)是小功率双向可控硅触发电路;(b)是反并联或桥式可控硅触发电路。