可控硅數(shù)字相位控制電路TC790A及其應(yīng)用

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(jiǎn)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(cè)和極性判別電路檢測(cè)出零點(diǎn)和極性。圖l所示是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f正序時(shí)1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。

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。

用TC790A設(shè)計(jì)的開環(huán)控制電路如圖4所示。圖中R1、Wl和Cl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0.047～0.068 μF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、PO、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。