TCA785中文資料

1、TCA785中文資料TCA 7 8 5是德國(guó)西門子（Siemens）公司開發(fā)的第三代晶閘管單片移相觸發(fā)集成電路，與其它芯片相比，TCA 7 8 5具有溫度適用范圍寬，對(duì)過零點(diǎn)的識(shí)別更加可靠，輸岀脈沖的整齊度更好，移相范圍更寬等優(yōu)點(diǎn)。另外，由于它輸岀脈沖的寬度可手動(dòng)自由調(diào)節(jié)，所以適用范圍更為廣泛。TCA 7 8 5的基本弓I腳波形如圖1所示。其中5腳為外接同步信號(hào)端，用于檢測(cè)交流電壓過零點(diǎn)。10腳為片內(nèi)產(chǎn)生的同步鋸齒波，其斜坡最大及最小值由9、1 0兩腳的外接電阻與電容決定。通過與11腳 的控制電壓相比較，在15和14腳可輸岀同步的脈沖信號(hào)，因此，改變11腳的控制電壓，就可以實(shí)現(xiàn)移 相控制，脈沖

2、的寬度則由12腳外接電容值決定1，當(dāng)選擇雙窄脈沖的驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，12腳應(yīng)接15 0pF電容。實(shí)際上，有幾十個(gè)微秒的脈沖寬度即可使晶閘管正常導(dǎo)通。圖1 TC A785的主要引腳I及相應(yīng)波形中性點(diǎn)o圖2相控整流部分電路3使用TCA 7 8 5實(shí)現(xiàn)相控整流實(shí)現(xiàn)三相橋式相控整流的一般方法是利用三相同步變壓器從電源進(jìn)線端引入三路同步信號(hào)，這樣，將同 步信號(hào)整形后分別輸?shù)饺琓CA 7 8 5(編號(hào)為A、E、C )的5腳，就能控制6只晶閘管，然后通過引 腳復(fù)用即可實(shí)現(xiàn)雙窄脈沖方式驅(qū)動(dòng)。雙窄脈沖方式由于驅(qū)動(dòng)脈寬窄，因而可以有效地減小驅(qū)動(dòng)用脈沖變壓器 的體積，防止磁芯飽和2 。該方法的主電路及同步變壓器如圖2所

3、示，三片TCA 7 8 5芯片的引腳與所 控制的晶閘管的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所列。晶閘管通過一個(gè)A/Y型同步變壓器為TCA785提供同步信號(hào)， 當(dāng)進(jìn)線相序(如圖2所示)為正序A、E、C時(shí)，同步變壓器的三個(gè)輸岀端所對(duì)應(yīng)的中性點(diǎn)的實(shí)際電壓向量 為 AC、EA、CE，將AC接至 TCA785 (A)，BA 接至 TCA785 (B)，CB 接至 TCA7 8 5(C)，即可實(shí)現(xiàn)正序輸入時(shí)晶閘管的同步驅(qū)動(dòng)。現(xiàn)以T5T1換流為例進(jìn)行分析：T5至T1管自 然換流點(diǎn)滯后于A相由負(fù)到正過零點(diǎn)3 0°,即TCA 7 8 5 (A)的15腳輸岀至少應(yīng)該滯后于該過零點(diǎn) 3 0°,而電壓AC由負(fù)到正過零

4、點(diǎn)正好滯后于A相3 0°，因而用AC作為TCA 7 8 5 (A)的同步信 號(hào)就可以實(shí)現(xiàn)最大范圍的移相控制3 。表1三片TAC785引腳及其對(duì)應(yīng)的晶閘管TCA785引腳晶閘管晶閘管785(A)15腳T1T6785(C)14腳T2T1785(B)15腳T3T2785(A)14腳T4T3785(C)15腳T5T4785(B)14腳T6T5其它晶閘管的分析與此類似，即用相應(yīng)的線電壓代替相電壓作為同步信號(hào)。圖3所示是一個(gè)周期的驅(qū)動(dòng) 時(shí)序。從A相的自然換流點(diǎn)開始，上、下橋臂晶閘管驅(qū)動(dòng)順序分別為：1t1t3t3t5t5t1和62"2"4"4"6"

5、67«5 ；785785i785i785785:785(A) I(C)(B)i(A);(Oi(A)丨丫腳 2腳15腳 M腳|15腳14犧15翌TlTl=TS；T315T5：T1ToT2IT2iT4iT4T&i口圖3止序輸入時(shí)整流橋山常丄作時(shí)序圖4 TCA785使用中岀現(xiàn)的問題4.1電源進(jìn)線電壓的相序問題及解決方法實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果直接利用同步變壓器的輸岀作為同步信號(hào)，只能在一種輸入相序(正序或者逆序)下工作，一旦輸入相序接法改變，整流就不能正常進(jìn)行。當(dāng)輸入相序?yàn)檎驎r(shí)，根據(jù)前述接線方法，可以使相控 整流正常工作，但是當(dāng)輸入相序變?yōu)槟嫘駻、C、E時(shí)，TCA 7 8 5 (A )的同

6、步信號(hào)變?yōu)锳B，TCA7 8 5 (B )的同步信號(hào)將變?yōu)镃A，TCA 7 8 5 (C )的同步信號(hào)變?yōu)锽C,而芯片的輸岀與晶閘管的對(duì)應(yīng)關(guān)系不變，于是，此時(shí)上、下橋臂晶閘管的驅(qū)動(dòng)順序?qū)⒎謩e變?yōu)椋?t5t3t3t1t1t5和442266，而正確的驅(qū)動(dòng)順序應(yīng)當(dāng)為：1t1t5t5t3t3t1和2664472 2?？梢姡瑢?shí)際的驅(qū)動(dòng)順序比正確的驅(qū)動(dòng)順序超前12 0°,此時(shí)運(yùn)行就會(huì)岀現(xiàn)故障。 在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)輸入接成逆序時(shí)會(huì)出現(xiàn)一相進(jìn)線沒有電流的情況，且裝置啟動(dòng)時(shí)直流平波電抗器有振動(dòng)，這在電源輸出功 率過大時(shí)會(huì)損壞晶閘管。tnrLI 了陰代LonI !*785(B)LLL-r7B5(C)胡中性

7、A0圖4同步倍號(hào)獲取電路的改進(jìn)實(shí)際上，由于三相全控橋式整流各管可以互換，因此通過改進(jìn)同步信號(hào)獲取電路即可做到整流與輸入相序無 關(guān)，從而防止了相序接錯(cuò)損壞晶閘管的問題，同時(shí)還可提高調(diào)試效率。通過分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)輸入為逆序時(shí)，接 到TCA 7 8 5 (A)上的同步信號(hào)應(yīng)該是EC,而接到TCA 7 8 5 (B)上的同步信號(hào)應(yīng)該是AB，T CA 7 8 5 (C)上的同步信號(hào)應(yīng)該是CA,這正好比實(shí)際超前了 120°,因此，如果將同步變壓器副方 與TCA 7 8 5連接改為圖4所示電路，并通過6個(gè)常開節(jié)點(diǎn)的直流繼電器將同步變壓器與3個(gè)TCA785的同步輸入端相連接，3個(gè)標(biāo)為J1的繼電器為一組，

8、3個(gè)標(biāo)為J2的繼電器為一組，每組繼電器同時(shí)打 開或者同時(shí)閉合。那么，實(shí)現(xiàn)任何輸入相序下整流控制電路觸發(fā)脈沖的正確順序就只需要使J1與J2組中 相位滯后12 0°的那一組導(dǎo)通來提供同步信號(hào)即可。利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器7 4 12 1和D觸發(fā)器可以構(gòu)成相位鑒別與驅(qū)動(dòng)電路4，其電路連接方法如圖5所示，圖中，接到TCA 7 8 5 (A)上的兩個(gè)繼電器J1和J2的輸入端在經(jīng)過削波、整形后可得到同步信 號(hào)V1和V2,這可以通過運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)。該檢測(cè)電路各電壓波形如圖6所示?？梢钥磳纾绻肈觸 發(fā)器的Q端驅(qū)動(dòng)J1組繼電器，而用Q非端驅(qū)動(dòng)J2組繼電器，就可以使TCA785得到正確的同步信號(hào)。應(yīng)當(dāng)注意的

9、是：設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)選擇7 4 12 1芯片的Rext和Cext外接電阻電容的參數(shù)，以使741 21Q1非引腳低電平狀態(tài)持續(xù)時(shí)間小于D觸發(fā)器的D輸入引腳的持續(xù)時(shí)間，同時(shí)應(yīng)小于同步信號(hào)周期的1/6。由此可見，通過使用繼電器選擇正確的同步信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)整流相序的無關(guān)性。圖予相位鑒別及驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)工電路訂二10VJ殍 T1|Ln n討LIL)Qi Q¥1超前V2 120度Yl滯后V2 120度圖6相位鑒別及駆動(dòng)信乃點(diǎn)生電路波形圖4 . 2T C A 7 8 5的過零點(diǎn)振動(dòng)問題及解決方法三相全控橋式整流進(jìn)線電流是一種不連續(xù)的兔耳狀尖峰電流。當(dāng)電源阻性負(fù)載較重（阻性電流大于1 50 A）時(shí)，由于需要

10、大量的有功功率，因此該尖峰電流峰值較大（如本裝置尖峰電流峰值達(dá)到1 2 0 A） o尖峰電流在電源進(jìn)線電阻上會(huì)產(chǎn)生一定的壓降。該電流產(chǎn)生的壓降與輸入正弦波疊加后送到同步變壓器輸入 端，可作為同步信號(hào)提供給TCA 7 8 5芯片。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該疊加電壓在過零點(diǎn)附近存在抖動(dòng)現(xiàn)象。由于TCA 7 8 5對(duì)過零點(diǎn)檢測(cè)極為靈敏，從而導(dǎo)致芯片第1 0腳鋸齒波斜邊也發(fā)生抖動(dòng)，這樣，由輸出反饋到11腳的控制電壓即使沒有改變，T C A 7 8 5輸岀的驅(qū)動(dòng)脈沖也會(huì)存在移相，引起的結(jié)果是進(jìn)線電流峰值變化很大，進(jìn)而在直流平波電抗器上引起強(qiáng)烈的振動(dòng)，甚至對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。解決的辦法是在進(jìn)線處加上3個(gè)電感濾波，以平滑進(jìn)線電流，濾除諧波。本裝置取7 5卩H左右的電感，而同步信號(hào)依然從電網(wǎng)側(cè)獲取。實(shí)驗(yàn)證明：該裝置會(huì)使電流振動(dòng)現(xiàn)象消失。4. 3同步信號(hào)的整形從同步變壓器過來的信號(hào)都是正弦信號(hào)，由于TCA 7 8 5是利用檢測(cè)過零點(diǎn)的原理來實(shí)現(xiàn)同步的，因 此，如果正弦波的幅值過小，那么，就不能提供清晰的過零點(diǎn)，同時(shí)，電磁干擾也可能導(dǎo)致過零點(diǎn)檢測(cè)錯(cuò)誤,但是，正弦波的幅值過大又會(huì)超過芯片的同步電壓輸入范圍，所以應(yīng)當(dāng)將同步信號(hào)整形成方波，具體的整形 電路如圖7所示。圖7電路主要是通過6 8 k Q電阻實(shí)現(xiàn)限流分壓的，并利用D