一種基于TCF792的晶閘管整流電路的設(shè)計

1、一種基于tcf792的晶閘管整流電路的設(shè)計tcf792a、cf792b是單相、三相通用數(shù)字相位控制觸發(fā)。該系列器件具有單相同步輸入信號和數(shù)字分頻移相120，可適應(yīng)單相、三相觸發(fā)電路。tcf792a主要適用于10500 hz寬范圍的頻率調(diào)整(需外接20 mhz晶體，超出500 hz需特別訂貨)；而tcf792b主要適用于50 hz工頻范圍的頻率調(diào)整(無需外接晶體振蕩器)。兩者均可挑選矩形波或調(diào)制波輸出，且脈寬可調(diào)。在電路功能上，該系列觸發(fā)電路全面兼容于tc787，tc788，tc790a，tc790b，tca785和kj004，kj04l，kj04等單相、三相移相觸發(fā)電路，且價格低廉。因為采納控

2、制脈寬，無需移相，因此可便利構(gòu)成幅度可變、脈寬調(diào)制()的逆變電源觸發(fā)電路。此外，因為它增強(qiáng)了同步信號滯后補(bǔ)償功能，其補(bǔ)償范圍為060，因此可通過深度濾波去除強(qiáng)干擾信號，還可通過調(diào)節(jié)補(bǔ)償角度，精確判別同步信號的零點(diǎn)。該功能的增強(qiáng)不僅能使其用作精確的過零開關(guān)，還能簡化整流的接線組別，用于隨意相的整流電路等。另外，通過挑選傳統(tǒng)的鋸齒波線性輸出或余弦函數(shù)輸出兩種方式可控制該系列器件的觸發(fā)角度。當(dāng)采納余弦函數(shù)輸出時，其整流輸出電壓與控制電壓呈線形關(guān)系。該系列器件既可用于單相、三相半控和全控橋晶閘管整流觸發(fā)和單、三相溝通調(diào)壓反并聯(lián)和雙向晶閘管觸發(fā)，也可用于晶體管類變頻變壓逆變等控制電路。因為其采納的角度為

3、控制單位，因此可有效防止由頻率變幻而引起的失控和顛覆現(xiàn)象。2 tcf792原理圖1給出tcf792的原理結(jié)構(gòu)簡圖。該器件的供電電壓為5 v，其輸入輸出端口兼容于ttl電平，因此能容易便利地與其他數(shù)字電路銜接。tcf792的同步信號采納方波，由引腳7輸入，其下降沿應(yīng)為a相相電壓由負(fù)變正的過零同步點(diǎn)。該周期信號經(jīng)180倍頻后，形成2周期寬度的脈沖信號，然后進(jìn)入數(shù)字運(yùn)算控制單元形成2，4，60，120，180等控制信號。由此產(chǎn)生調(diào)制波脈沖、相位分配等信號。移相角控制電壓、脈寬控制電壓、滯后相位補(bǔ)償電壓分離由多路開關(guān)切換后進(jìn)人10位a/d轉(zhuǎn)換電路其辨別率達(dá)005，可以滿足工業(yè)控制需要。轉(zhuǎn)換后的數(shù)值送入

4、運(yùn)算控制單元，其運(yùn)算節(jié)拍由振蕩器產(chǎn)生。振蕩器分內(nèi)部振蕩器和外部振蕩電路。tcf792a選用外部晶體振蕩電路；tcf792b采納內(nèi)部振蕩電路，并由生產(chǎn)商在創(chuàng)造時固定。全控雙脈沖或半控單脈沖、矩形波或調(diào)制波、鋸齒波形或余弦函數(shù)波形(指移相角度與控制電壓關(guān)系曲線)、正相序輸出或反相序輸出分離由引腳15，17，18，19控制。若引腳16接地，將閉鎖全部輸出，普通用于過載或短路庇護(hù)。器件內(nèi)既含自動上電復(fù)位電路，也設(shè)置有硬件電路。當(dāng)電路干擾打亂數(shù)字電路運(yùn)行節(jié)拍時，起訂正作用，使輸出電路快速復(fù)原正常工作。tcf792采納標(biāo)淮的dip20和sop20封裝。其功能及用法辦法如下：引腳1為rst，用于復(fù)位，且通過

5、1 k接地。引腳2為+a，引腳3為一a，分離用于脈沖輸出(低電平有效，灌最大20 ma，內(nèi)含弱上拉電阻)。引腳4為xtl2，其中tcf792b不接晶體振蕩器；tcf792a接20 mhz晶體振蕩器。引腳5為xtll，用作晶體振蕩器的輸入端。引腳6為+b，脈沖輸出(低電平有效，灌電流最大20 ma，內(nèi)含上拉電阻)。引腳7為tb，用于同步信號輸入端(方波輸入，下降沿有效，以va正半波起始點(diǎn)為下降沿的基準(zhǔn))。引腳8為一b，引腳9為+c，引腳11為一c，分離用于脈沖輸出(低電平有效，灌電流最大20 ma，內(nèi)含弱上拉電阻)。引腳10為gnd。引腳12為vk，用作控制電壓電位輸入端，其輸入范圍在0vcc，

6、線性對應(yīng)的控制移相角為2178。引腳13為mk，脈寬電壓電位輸入端，當(dāng)挑選矩形波脈沖時，輸入范圍為0vcc，線性對應(yīng)的脈寬相角為2178；當(dāng)挑選調(diào)制脈沖時，輸入范圍為0vcc，線性對應(yīng)的脈寬相角為060。引腳14為xb，用作相位補(bǔ)償電位輸入端，輸入范圍為0vcc，線性對應(yīng)的前移控制脈沖角度為060，該端口接地時無補(bǔ)償。引腳15為bk，該端口懸空或接10 k上拉電阻時為三相全控雙脈沖輸出，即觸發(fā)該相時，可同時向上一次觸發(fā)端口補(bǔ)發(fā)一個脈沖；該端口接地時為三相半控單脈沖輸出。引腳16為jz，該端口懸空或10 k接上拉電阻時為正常輸出；該端口接地時為禁止輸出，全部輸出脈沖端口均為高電平，響應(yīng)時光小于6

7、0。引腳17為tz，該端口懸空或接10 k上拉電阻時為矩形波輸出；該端口接地時為調(diào)制脈沖輸出，調(diào)制波周期為4，占空比為500%。引腳18為cos，該端口懸空或接10 k上拉電阻時，輸出和輸入為鋸齒波關(guān)系；該端口接地時挑選余弦函數(shù)，輸出移相角與控制電壓vk的關(guān)系為=argcos(vcc一2vk)/vcc，整流輸出電壓與控制電壓呈線性關(guān)系。引腳19為fx，該端口懸空或接10 k上拉電阻時為正序輸出，即+a，一c，+b，一a，+c，一b；該端口接地時，為反序輸出，即+a，一b，+c，一a，+b，一c。引腳20為vcc，vcc為5538 v；功耗為47 ma；極限電壓為55 v。值得解釋的是：任何端口

8、電壓的極限范圍為一0.3vvcc，兼容ttl電平；工業(yè)級溫度范圍為-40+85；高抗靜電(esd)庇護(hù)；抗4 kv迅速脈沖干擾測試；抗干擾能力極強(qiáng)；三相不對稱度小于05。數(shù)字電路應(yīng)注重抗干擾設(shè)計，盡可能采納光耦隔離設(shè)計。3 三相全波半控整流電路圖2給出工頻三相晶閘管全波半控整流電路原理接線圖。其中，電網(wǎng)電壓uac經(jīng)r1，r2，r3與vd1，vd2削波后，進(jìn)入r4輸入電壓的負(fù)輸入端，當(dāng)uac為正半波時，比較器輸出零電平；當(dāng)uac為負(fù)半波時，比較器輸出高電平，從而將正弦波輸出變換為方波輸出，uac的輸入范圍為5400 v。光電耦合器u2用作電路隔離，起抗干擾作用。c1起濾除uac信號中過零點(diǎn)附近的

9、毛刺，其數(shù)值可依實際波形中毛刺的大小而定。因為濾波產(chǎn)生的相位滯后，可調(diào)節(jié)rw2的輸出至引腳14舉行電位補(bǔ)償。tcf7928的引腳2為+a輸出信號，低電平有效。光電耦合器u3用作電路隔離，其意義同u2。u2的右邊為脈沖放大電路，其參數(shù)可依晶閘管型號舉行調(diào)節(jié)。脈寬可由rw1調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)范圍為0180，實際約調(diào)至200us即可。觸發(fā)角控制電壓輸入端vk(引腳12)上的電位通過r20上的壓降取得，其值取決于光電耦合器u4的輸出電流。光電耦合器采納線形pc817一a，其輸出電流與輸入電流成正比。晶體管vt2與r21構(gòu)成恒流源電路，其大小受基極電位控制。圖2中的uac經(jīng)整流、阻容分壓濾波，加在rw3兩端，用以調(diào)整rw3，可轉(zhuǎn)變輸入至vt2的基極電位，進(jìn)而轉(zhuǎn)變移相觸發(fā)角，調(diào)整晶閘管整流輸出電壓。利用5 v和18 v電源對電路隔離，有利于對器件的抗干擾能力。其引腳15接地，挑選半控單脈沖；引腳18接地，挑選余弦函數(shù)輸出。輸出移相角與控制電壓vk的關(guān)系式為：由式(3)可見，ud與vk成線性函數(shù)關(guān)系。值得注重的是：舉例中，rw3兩端的電壓并未采納穩(wěn)壓電源，而是取uac經(jīng)整流降壓后的電壓。由上述公式可知，當(dāng)uac下降時，ud下降，此時vk也成比例下降，而vk下降將使控制角減小，從而補(bǔ)償了因uac下降引起的整流電壓下降。假設(shè)正常運(yùn)行時觸發(fā)角為90，當(dāng)電網(wǎng)電壓下降10，