A基于TCF792的整流電路的研究

1、基于tcf792的整流電路的研究study of rectifier circuit based on tcf792摘要: tcf792a和tcf792b是單相、三相通用數(shù)字相位控制觸發(fā)電路。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。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、三相交流調(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。由于其采用的角度為控制單位，因此可有效防止由頻率變化而引起的失控和顛覆現(xiàn)象。abstract：tcf792a and tcf792b are one or three-phase general

2、 digital phase-control trigger circuits.this kind of components possess synchronous input signal and digital frequency division whose phase can shift 120 degrees and fit one or three-phase trigger circuits.this elements not only can be used in one or three phase half or full contralled thyristor rec

3、tify trigger circuits and ac voltage regulation of inverse parallel connection and bidirectional thyristor trigger system,but also be applied to frequency or voltage conversion of transistor contralled circuits.this circuits are capable of effectively avoiding the phenomenons on out of contral and s

4、haking which are aroused by the change of frequency. 關(guān)鍵字：tcf792; 晶閘管；三相橋式整流電路key words：tcf792;thyristor; three-phase bridge rectifier circuit 1 前言tcf792a和tcf792b是單相、三相通用數(shù)字相位控制觸發(fā)電路。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)節(jié)(需外接20mhz晶體振蕩器)；而tcf792b主要適用于50hz工頻范圍的頻率調(diào)節(jié)(無需外接晶體振蕩器)

5、。兩者均可選擇矩形波或調(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。由于采用電壓控制脈寬，無需移相電容，因此可方便構(gòu)成幅度可變、脈寬調(diào)制(pwm)的逆變電源觸發(fā)電路。此外，由于它增加了同步信號滯后補償功能，其補償范圍為060，因此可通過深度濾波去除強干擾信號，還可通過調(diào)整補償角度，精確判別同步信號的零點。該功能的增加不僅能使其用作精確的過零開關(guān)，還能簡化整流變壓器的接線組別，用于任意相的整流電路等。另外，通過選擇傳統(tǒng)的鋸齒波線性輸出或余弦函數(shù)輸

6、出兩種方式可控制該系列器件的觸發(fā)角度。當(dāng)采用余弦函數(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、三相交流調(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。由于其采用的角度為控制單位，因此可有效防止由頻率變化而引起的失控和顛覆現(xiàn)象。2 tcf792簡介表1給出tcf792的管腳說明。該器件的供電電壓為5v，其輸入輸出端口兼容于ttl電平，因此能簡單方便地與其他數(shù)字電路連接。tcf792的同步信號采用方波，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。表1 tcf792管腳說明 該周期信號經(jīng)180倍頻后，形成

7、2周期寬度的脈沖信號，然后進入數(shù)字運算控制單元形成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、滯后相位補償電壓分別由多路開關(guān)切換后進人10位a/d轉(zhuǎn)換電路其分辨率達0.05，可以滿足工業(yè)控制需要。轉(zhuǎn)換后的數(shù)值送入運算控制單元，其運算節(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采用內(nèi)部振蕩電路，并由生產(chǎn)商在制造時固定。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別由引腳15，17，18，19控制。若引腳

8、16接地，將閉鎖所有輸出，一般用于過載或短路保護。器件內(nèi)既含自動上電復(fù)位電路，也設(shè)置有硬件看門狗電路。當(dāng)電路干擾打亂數(shù)字電路運行節(jié)拍時，起糾正作用，使輸出電路迅速恢復(fù)正常工作。 tcf792采用標(biāo)淮的dip20和sop20封裝。其功能及使用方法如下：引腳1為rst，用于復(fù)位，且通過1k電阻接地。引腳2為+a，引腳3為-a，分別用于脈沖輸出(低電平有效，灌電流最大20 ma，內(nèi)含弱上拉電阻)。引腳4為xtl2，其中tcf792b不接晶體振蕩器；tcf792a接20mhz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)。

9、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正半波起始點為下降沿的基準(zhǔn))。引腳8為-b，引腳9為+c，引腳11為-c，分別用于脈沖輸出(低電平有效，灌電流最大20ma，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，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)選擇矩形波脈沖時，輸入范圍為0vcc，線性對應(yīng)的脈寬相角為 2178；當(dāng)選擇調(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

10、補償。引腳15為bk，該端口懸空或接10k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10k接上拉電阻時為正常輸出；該端口接地時為禁止輸出，所有輸出脈沖端口均為高電平，響應(yīng)時間小于60。引腳17為tz，該端口懸空或接10k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10k上拉電阻時，輸出和輸入為鋸齒波關(guān)系；該端口接地時選擇余弦函數(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

11、電壓呈線性關(guān)系。引腳19為fx，該端口懸空或接10k上拉電阻時為正序輸出，即+a，-c，+b，-a，+c，-b；該端口接地時，為反序輸出，即+a，-b，+c，-a，+b，-c。引腳20為vcc，vcc為5.53.8 v；功耗為47 ma；極限電壓為5.5v。值得說明的是：任何端口電壓的極限范圍為-0.3vvcc，兼容ttl電平；工業(yè)級溫度范圍為-40+85；高抗靜電(esd)保護；抗4kv快速脈沖干擾測試；抗干擾能力極強；三相不對稱度小于0.5。數(shù)字電路應(yīng)注意抗干擾設(shè)計，盡可能采用光耦隔離設(shè)計。3 三相橋式全控整流電路圖1出工頻三相橋式全控整流電路原理接線圖。其中，電網(wǎng)電壓uac經(jīng)r1，r2，

12、r3與vd1，vd2削波后，進入r4輸入電壓比較器的負(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。電容器c1起濾除uac信號中過零點附近的毛刺，其數(shù)值可依實際波形中毛刺的大小而定。由于濾波產(chǎn)生的相位滯后，可調(diào)整rw2的輸出至引腳14進行電位補償。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)可依晶閘管型號進行調(diào)整。脈寬可由rw1調(diào)整，其調(diào)整范圍為0180，實際約調(diào)至200u

13、s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。光電耦合器采用線形pc817-a，其輸出電流與輸入電流成正比。晶體管v2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)節(jié)rw3，可改變輸入至v2的基極電位，進而改變移相觸發(fā)角，調(diào)節(jié)晶閘管整流輸出電壓。利用5v和18v電源對電路隔離，有利于提高器件的抗干擾能力。其引腳15懸空，選擇全控單脈沖；引腳18接地，選擇余弦函數(shù)輸出。輸出移相角與控制電壓vk的關(guān)系式為： 三相橋式全控整流輸出電壓為： 式中：為常數(shù)。將式（1）代入式（2）有： 式中：。由式(3)可見，ud與vk成線性函數(shù)關(guān)系。值得注意的是：舉例中，rw3兩端的電壓并未采用穩(wěn)壓電源，而是取uac經(jīng)整流降壓后的電壓。由上述公式可，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，從而補償了因uac下降引起的整流電壓下降。假設(shè)正常運行時觸發(fā)角為90，當(dāng)電網(wǎng)電壓下降10，則經(jīng)計算，其ud僅下降l?？梢娝哂幸欢ǖ暮銐赫髯饔?，且電路原理簡單。圖1 工頻三相晶閘管全波全控整流電路原理接線圖4 結(jié)論通過以上分析可見，tcf792數(shù)字相位控制電路具有高精、