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TCA785移相控制芯片应用方法的改进

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:TCA785是德国西门子公司生产的一种性能优秀的移相控制芯片,该器件具有温度适应范围宽,对过零点的识别更加可靠,输出脉冲的整齐度更好,移相范围更宽等优点,此外,由于TCA785的输出脉冲宽度可以手动自由调节,因此,该器件可广泛应用在晶闸管控制系统中。文章根据TCA785芯片的使用特点以及在逆变器实际运用中可能出现的一些问题,提出了一种改进的设计方法。

    关键词:TCA785;移相控制芯片;晶闸管

1 引言

目前大功率逆变电源的直流部分一般利用三相桥式整流方式来实现,可以采用全控或者不控方式。全控桥式整流主要通过改变晶闸管触发相位的方法来调节直流母线电压的高低,(范文先生网www.fwsir.com收集整理)此时需要检测三相交流电压的相位以实现同步触发,这通常必须使用专用的移相控制芯片实现。笔者在研制一台三相工频输入、输出为115V的30kVA舰用400Hz中频电源的可控整流部分时,采用TCA785芯片成功地实现了三相整流桥的移相控制。

2 TCA785移相控制芯片简介

TCA785是德国西门子(Siemens)公司开发的第三代晶闸管单片移相触发集成电路,与其它芯片相比,TCA785具有温度适用范围宽,对过零点的识别更加可靠,输出脉冲的整齐度更好,移相范围更宽等优点。另外,由于它输出脉冲的宽度可手动自由调节,所以适用范围更为广泛。

TCA785的基本引脚波形如图1所示。其中5脚为外接同步信号端,用于检测交流电压过零点。10脚为片内产生的同步锯齿波,其斜坡最大及最小值由9、10两脚的外接电阻与电容决定。通过与11脚的控制电压相比较,在15和14脚可输出同步的脉冲信号,因此,改变11脚的控制电压,就可以实现移相控制,脉冲的宽度则由12脚外接电容值决定[1],当选择双窄脉冲的驱动方式时,12脚应接150pF电容。实际上,有几十个微秒的脉冲宽度即可使晶闸管正常导通。

3 使用TCA785实现相控整流

实现三相桥式相控整流的一般方法是利用三相同步变压器从电源进线端引入三路同步信号,这样,将同步信号整形后分别输到三片TCA785(编号为A、B、C)的5脚,就能控制6只晶闸管,然后通过引脚复用即可实现双窄脉冲方式驱动。双窄脉冲方式由于驱动脉宽窄,因而可以有效地减小驱动用脉冲变压器的体积,防止磁芯饱和[2]。该方法的主电路及同步变压器如图2所示,三片TCA785芯片的引脚与所控制的晶闸管的对应关系如表1所列。晶闸管通过一个△/Y型同步变压器为TCA785提供同步信号,当进线相序(如图2所示)为正序A、B、C时,同步变压器的三个输出端所对应的中性点的实际电压向量为AC、BA、CB,将AC接至TCA785(A),BA接至TCA785(B),CB接至TCA785(C),即可实现正序输入时晶闸管的同步驱动。现以T5~T1换流为例进行分析:T5至T1管自然换流点滞后于A相由负到正过零点30°,即TCA785(A)的15脚输出至少应该滞后于该过零点30°,而电压AC由负到正过零点正好滞后于A相30°,因而用AC作为TCA785(A)的同步信号就可以实现最大范围的移相控制[3]。

表1 三片TAC785引脚及其对应的晶闸管

TCA785引脚 晶闸管 晶闸管 785(A)15脚 T1 T6 785(C)14脚 T2 T1 785(B)15脚 T3 T2 785(A)14脚 T4 T3 785(C)15脚 T5 T4 785(B)14脚 T6 T5

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