《電子技術(shù)應(yīng)用》
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可控硅數(shù)字相位控制電路TC790A及其應(yīng)用
摘要: 三相可控硅觸發(fā)電路需要對(duì)三相電進(jìn)行同步采樣,因而需要同步變壓器,同時(shí)考慮到主回路的接法,還要注意同步變壓器的相應(yīng)接入。且不說同步變壓器對(duì)鋼和銅的消耗,就是6個(gè)繞組的繞制和接入也是很麻煩的。若在安裝時(shí)出錯(cuò),系統(tǒng)工作就會(huì)不正常。
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  0 引言

  三相可控硅觸發(fā)電路需要對(duì)三相電進(jìn)行同步采樣,因而需要同步變壓器,同時(shí)考慮到主回路的接法,還要注意同步變壓器的相應(yīng)接入。且不說同步變壓器對(duì)鋼和銅的消耗,就是6個(gè)繞組的繞制和接入也是很麻煩的。若在安裝時(shí)出錯(cuò),系統(tǒng)工作就會(huì)不正常。

  眾所周知,50 Hz三相電的三相位互差120°,那么,能不能只對(duì)一相電進(jìn)行同步采樣來獲得三相電信號(hào),從而產(chǎn)生6路移相觸發(fā)脈沖呢?實(shí)際上,答案是肯定的。而且這樣將省去沉重的同步變壓器,電路也將更加綠色環(huán)保和簡潔,控制精度也能得到提高,而且系統(tǒng)接入十分方便。

  1 TC790A的主要特點(diǎn)

  TC790A是一種單同步三相數(shù)字觸發(fā)電路,適用于三相半控全控橋可控硅整流觸發(fā)和三相交流調(diào)壓反并聯(lián)與雙向可控硅觸發(fā),TC790A采用晶振和數(shù)字化設(shè)計(jì)方法來提高精度和三相均衡性,而移相部分則仍采用鋸齒波。TC790A并具有高精度、易用、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),而且外圍元件少,性能優(yōu)良。同時(shí),由于采用單同步采樣方式,因而其應(yīng)用和單相觸發(fā)電路一樣方便,也更便于觸發(fā)板的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。此外,TC790A還具有如下特點(diǎn):

  • 單電源工作,工作電壓9~15 V。
  • 采用單同步正弦波信號(hào)輸入。
  • 采用晶振作時(shí)基的相位不均衡性小于3°。
  • 采用單鋸齒波調(diào)相,移相電壓可根據(jù)鋸齒波的高度進(jìn)行移相,調(diào)相角為0~175°。
  • 器件內(nèi)部設(shè)計(jì)有交相鎖定電路,因而抗干擾能力比較強(qiáng)。
  • 輸出可選調(diào)制或占空方式。
  • 輸出可在全控雙脈沖方式和半控單脈沖方式中進(jìn)行選擇。
  • 以A同步時(shí),可選擇正相序輸出或反相序輸出。
  • 禁止輸出方式可選擇鎖定和不鎖定方式,鎖定方式只有在復(fù)位后才允許輸出。

  2 TC790A的內(nèi)部原理

  TC790A的電路原理是以三相電的其中一相經(jīng)變壓器降壓后作為A同步電壓,然后通過電阻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入電路的18腳,其同步電壓峰值不大于電源電壓,同步電壓可通過零檢測和極性判別電路檢測出零點(diǎn)和極性。圖1所示是TC790A的內(nèi)部原理框圖。

TC790A的內(nèi)部原理框圖

  晶振電路將在電路的16腳和15腳的晶體與阻容上形成振蕩,然后對(duì)該信號(hào)進(jìn)行分頻作為時(shí)基,再對(duì)同步零點(diǎn)進(jìn)行計(jì)數(shù),以形成鋸齒波充放電脈沖,同時(shí)在17腳的電容上形成鋸齒波。

  3 引腳功能

  TC790A的引腳排列如圖2所示。事實(shí)上,鋸齒波和1腳的給定電壓通過比較器可在正半周給出+A相移相角,然后再通過兩次60°分頻計(jì)數(shù)給出-C相和+B相的移相角;接著在負(fù)半周給出-A相移相角,之后再通過兩次60°分頻計(jì)數(shù)給出+C相和-B相的移相角。每相的移相點(diǎn)后都有個(gè)30°的計(jì)數(shù),以用于決定觸發(fā)的寬度。

TC790A的引腳排列

  TC790A的2腳用于決定輸出是調(diào)制脈沖還是占空比脈沖。當(dāng)2腳懸空或?yàn)楦唠娖綍r(shí)。在30°的觸發(fā)寬度下為8個(gè)調(diào)制

 

脈沖:當(dāng)2腳接低電平時(shí),其觸發(fā)為30°的占空脈沖。

 

  TC790A的3腳為禁止端,4腳為復(fù)位端。4腳的接法有鎖定和不鎖定兩種情況。在鎖定方式,當(dāng)4腳懸空或接高電平時(shí),3腳也為高電平,則輸出禁止,然后3腳再為低電平后,輸出并不恢復(fù),只有在4腳接低電平后,輸出才能恢復(fù);而在不鎖定方式,4腳則接低電平,此時(shí)若3腳為高電平,則輸出禁止,3腳為低電平時(shí),輸出恢復(fù)。

  電路5腳為單雙脈沖輸出選擇端,5腳懸空或接高電平時(shí),輸出為雙脈沖方式,這時(shí),其輸出腳從12~7腳(正序時(shí))依次為+A、-C,-C、+B,+B、-A,-A、+C,+C、-B,-B、+A。5腳為低電平時(shí),輸出為單脈沖方式,此時(shí)的輸出從12~7腳(正序時(shí))依次為+A、-C、+B、-A、+C、-B。

  電路14腳為相序選擇端,當(dāng)其懸空或?yàn)楦唠娖綍r(shí),輸出為正序方式(如上);14腳為低電平時(shí),輸出為反序方式,當(dāng)5腳為雙脈沖時(shí),輸出腳從12~7腳依次為+A、-B,-B、+C,+C、-A,-A、+B,+B、-C,-C、+A。而當(dāng)5腳為低電平時(shí),輸出為單脈沖方式,這時(shí)輸出腳從12~7腳依次為+A,-B,+C,-A,+B,-C。

  TC790A的管腳功能如表1所列。表2所列是TC790A的主要參數(shù)和工作條件。

TC790A的管腳功能如表1所列

  4 同步接入方式和應(yīng)用電路

  TC790A的三相同步變壓器有12種接法,采用單同步也可有同樣的接法,表3所列是其常用的幾種接法(帶點(diǎn)為熱端,輸出熱端接同步)。圖3所示是TC790A的工作時(shí)序波形圖。

其常用的幾種接法

TC790A的工作時(shí)序波形圖

  用TC790A設(shè)計(jì)的開環(huán)控制電路如圖4所示。圖中R1、W1和C1是同步電壓0~30°移相調(diào)節(jié)電路,C2為鋸齒波積分電容,容值比較大時(shí),其鋸齒波較小,電容C2可在0.047~0.068μF左右選取。IC2及相關(guān)電路用組成高輸入電壓時(shí)的大導(dǎo)通角倒相器。W2主用于最大導(dǎo)通角的限制調(diào)節(jié)。TZ、P0、SD端懸空因此,該電路為高電平狀態(tài)輸出方式。PR為不鎖定禁止方式。

用TC790A設(shè)計(jì)的開環(huán)控制電路

 
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