相位控制電路UB規(guī)格書

1、相位控制電路u2010b規(guī)格書說明u2010b是基于雙極工藝的一個(gè)相位調(diào)整電路，它具有負(fù)載電流檢測、軟啟動(dòng)功能和參考電壓輸出。推薦在設(shè)計(jì)的時(shí)候，使用帶有負(fù)載電流反饋和過載保護(hù)的電機(jī)控制方式。特點(diǎn)l 全波工作l 電源電壓波動(dòng)補(bǔ)償l 過負(fù)載和高負(fù)載的電流可編程l 軟起動(dòng)可調(diào)l 電壓和電流同步l 具有自動(dòng)再觸發(fā)功能l 可控硅觸發(fā)電流典型值125 mal 內(nèi)部供電電壓監(jiān)測l 電流需求3 mal 參考電壓溫度補(bǔ)償應(yīng)用l 交流電機(jī)l 磨床l 電鉆結(jié)構(gòu)圖圖1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖訂購須知 產(chǎn)品名稱封裝規(guī)格備注u2010b-dip16dip16料管u2010b-sop16sop16料管u2010b-sop16編帶so

2、p16編帶圖2帶有外部電路的結(jié)構(gòu)圖概述供電電壓u2010b中設(shè)有電壓極限設(shè)定，并且通過d1和r1與主電源相連。pin10與pin11之間的供電電壓通過電容c1平滑。如果v6(70%過載臨界電壓)，那么由于vsat 1.2，pins 11 和12就將進(jìn)行內(nèi)部連接。當(dāng)v6vt70的時(shí)候，供電電流將按照d3流動(dòng)。管腳說明管腳序號(hào)符號(hào)功能描述1isense負(fù)載電流感應(yīng)2isense負(fù)載電流感應(yīng)3c斜坡電壓4control控制輸入5comp補(bǔ)償輸出6iload負(fù)載電流限制7csoft軟起動(dòng)8vref參考電壓9mode模式選擇10gnd地11vs供電電壓12high load高負(fù)載指示13overload

3、過負(fù)載指示14vr斜坡電流調(diào)整15vsync同步電壓16output觸發(fā)輸出能夠通過以下方式計(jì)算串聯(lián)電阻r1的值：其中：vmains = 電源供電電壓vsmax = 最大供電電壓itot = 全部電流消耗 = ismax+ixismax = 芯片的最大消耗電流ix = 外部元件的電流消耗電壓檢測當(dāng)上電，電壓建立的時(shí)候，可以通過外部電壓監(jiān)測來避免輸出失控的脈沖。除此之外，電路中所有的鎖存器（相位控制器、負(fù)載極限調(diào)節(jié)器等）處于復(fù)位狀態(tài)，軟起動(dòng)電容短路，這保證了每次上電的時(shí)候或者供電電源短時(shí)間中斷，電路仍能可靠啟動(dòng)。在供電電壓建立時(shí)，軟起動(dòng)確保了為電機(jī)提供平穩(wěn)的啟動(dòng)，并且自動(dòng)保證了最優(yōu)的啟動(dòng)時(shí)間。相

4、位控制相位控制部分的工作原理與眾所周知的芯片u211b基本差不多。通過將經(jīng)過電壓檢測同步的斜坡電壓v3，與4腳的控制輸入的設(shè)定值相比較，啟動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位角。斜坡電壓上升的斜度由c及其充電電流i所決定。圖3 管腳排列充電電流可以通過與14腳相接的r來進(jìn)行調(diào)整。最大相位角max（最小電流相位角min）也能通過使用r對(duì)進(jìn)行調(diào)整，具體見圖5。當(dāng)3腳電壓達(dá)到4腳的設(shè)定值，由c決定觸發(fā)脈沖的寬度tp(tp = 9 µs/nf)。同時(shí)，一旦觸發(fā)可控硅的輸出脈沖建立以后，輸出脈沖鎖存器被置位，在自動(dòng)觸發(fā)沒有被激活的情況下，在隨后的半周期中沒有觸發(fā)脈沖再次產(chǎn)生。4腳（相對(duì)于10腳來說）上控制輸入的有

5、效范圍為v8到-1v。當(dāng)v4 = v8，脈沖相位角達(dá)到最大值，即max，而電流相位角則為最小值。當(dāng)v4 1 v的時(shí)候，產(chǎn)生最小的脈沖相位角min。自動(dòng)再觸發(fā)當(dāng)觸發(fā)雙向可控硅以后，電流檢測電路通過檢測可控硅柵極的壓降來監(jiān)視可控硅的狀態(tài)。當(dāng)壓降超過40mv的典型閾值保持電平后，電流流過可控硅的狀態(tài)就會(huì)被識(shí)別到。當(dāng)觸發(fā)可控硅以后，在相應(yīng)的半波周期內(nèi)，可控硅由于某種原因沒有開啟或者關(guān)閉了（例如，由于在電流波形過零點(diǎn)前后負(fù)載電流過低，或由于電刷的原因電機(jī)換向），這時(shí)自動(dòng)再觸發(fā)電路會(huì)確保立即觸發(fā)可控硅，如果需要，將以高重復(fù)頻率反復(fù)觸發(fā)，頻率為tpp/tp，直到可控硅得到安全觸發(fā)為止。電流同步電流同步有兩個(gè)

6、作用： 1、監(jiān)測觸發(fā)后電流。 如果可控硅關(guān)斷，或者沒有處于打開狀態(tài)，自動(dòng)再觸發(fā)功能將被激活，直至觸發(fā)成功。2、避免由于電感式負(fù)載導(dǎo)致觸發(fā)。 對(duì)于電感式負(fù)載，電流同步將保證在前半波中存在電流可用的時(shí)候，新的半波中無需再建立觸發(fā)脈沖，前半波存在的電流是從相反的一極流向?qū)嶋H的供電電壓的。這個(gè)芯片的一個(gè)特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)了電流同步。這個(gè)器件計(jì)算雙向可控硅柵極和參考電極之間的脈沖輸出電壓。從而節(jié)省了獨(dú)立的電流同步電路和與其相連的電阻。具有電源電壓補(bǔ)償?shù)碾妷和诫妷簷z測電路用主電源電壓同步參考斜坡電壓。同時(shí)，15腳上的，獨(dú)立的主電源輸入電流在芯片內(nèi)部被整形和整流。此電流激活了自動(dòng)再觸發(fā)，同時(shí)可用于5腳。通過合適

7、的參數(shù)設(shè)定，達(dá)到設(shè)定的電壓補(bǔ)償效果是可能的。只有|v15 10|增加到8v以后，才能激活自動(dòng)觸發(fā)和供電電壓補(bǔ)償。電阻rsync定義了過零脈沖的寬度、同步電流、以及主電源電壓補(bǔ)償電流。圖4 電壓補(bǔ)償和自動(dòng)觸發(fā)失效設(shè)置如果不需要供電電壓補(bǔ)償和自動(dòng)再觸發(fā)，那么通過設(shè)置|v15 10|7能夠懸掛這二個(gè)功能，設(shè)置防法見圖4。負(fù)載電流補(bǔ)償電路連續(xù)不斷的測量負(fù)載電流，通過電阻r6的電壓降。兩個(gè)半波的計(jì)算結(jié)果可以得到負(fù)載電流的變化做出快速響應(yīng)。由于電阻r6上的電壓，導(dǎo)致1腳和2腳的輸入電流就存在差異。這一區(qū)別控制著內(nèi)部電流源，而該電流源的正電流值可用于芯片的5腳和6腳。5腳產(chǎn)生的輸出電流變化，反映了負(fù)載電流檢

8、測和供電電壓補(bǔ)償?shù)淖兓唧w見圖2。4腳上的有效控制電壓是5腳的最終電流和設(shè)定的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)共同作用的結(jié)果。供電電壓的增加導(dǎo)致了相位角的增大，負(fù)載電流的增加也能導(dǎo)致相位角的減小。這就避免了為了降低轉(zhuǎn)數(shù)增加負(fù)載，或者為了增加轉(zhuǎn)數(shù)而提高電源電壓。 負(fù)載電流限制總輸出負(fù)載電流存在于pin6上。它導(dǎo)致了在11腳上產(chǎn)生電壓降。當(dāng)負(fù)載電流的電勢達(dá)到閾值的70%左右（vt70），pin6上電壓約4.35 v，高負(fù)載比較器打開，11腳與12腳之間的開關(guān)打開。通過觀察這2個(gè)管腳間（11腳和12腳）的發(fā)光二極管的發(fā)光情況，就能實(shí)現(xiàn)高負(fù)載指示。如果6腳上的電壓達(dá)到6.2 v左右 (= vt100)，過載比較器被打開。通

9、過9腳的編程可以實(shí)現(xiàn)3種結(jié)果（操作模式）。模式選擇：a) max （v9 = 0）模式在此操作模式下，當(dāng)v6達(dá)到臨界值vt100后，13腳連接到vs(11腳)，6腳連接到gnd (10腳) 。軟起動(dòng)電容器被短路，且控制相位角被設(shè)定到最大max。直到供電電源關(guān)閉，否則將一直保持這個(gè)狀態(tài)。當(dāng)重新上電，電機(jī)將在軟啟動(dòng)下再次起動(dòng)。在過負(fù)載條件下將13腳與11腳相連，通過在13腳和14腳之間連接其它電阻可能會(huì)設(shè)置較小的控制角max。b) 自動(dòng)啟動(dòng)（9腳懸?。┠Ｊ?除了6腳沒有連接到gnd外，在max (v9 = 0)下，電路按照既定啟動(dòng)方式運(yùn)行。如果v6的值降低到臨界值（vt25）25%，電路就將再次被

10、激活并軟起動(dòng)。c) imax（v9 = v8）模式，見圖14 當(dāng)v6達(dá)到最大過載臨界值（例如，v6= vt100）的時(shí)候，13腳經(jīng)由電阻r（= 2 k）連接到pin8（vref），并且在7腳上沒有軟起動(dòng)電容泄放電荷。在此操作模式下，直接負(fù)載直流控制（imax）是可能的。最大絕對(duì)額定值如無特殊要求，以pin10為參照點(diǎn)參數(shù)符號(hào)數(shù)值單位陷電流 pin11 t10µs-is-is30100mama同步電流 pin15 t10µs±isyncv±isyncv520mama相位調(diào)整控制電壓 pins4和8輸入電流 pin4充電電流 pin14-vi±ii

11、-imax0-v85000.5vµama軟起動(dòng)輸入電壓 pins7和8-vi0-v8v脈沖輸出輸入電壓 pin16 t10µs+vi-vi3viivv參考電壓源輸出電流 pin8 t10µsio1030mama負(fù)載電流感應(yīng)輸入電流 pins1和2±ii1ma輸入電壓 pins5和6±vi0-v8v過載輸出 pin13il1ma高負(fù)載輸出 pin13 t10µsil30100mama存儲(chǔ)溫度范圍tstg-40到+125結(jié)溫范圍tj125環(huán)境溫度范圍tamb-10到+100電氣特點(diǎn)如無特殊規(guī)定，vs = 13 v、tamb = 25

12、76;c、參考點(diǎn)pin10參數(shù)測試條件/引腳符號(hào)最小值典型值最大值單位電源 pin11電壓穩(wěn)壓-is =3.5 ma-is =30 ma-vs-vs14.514.616.516.8vv電流需求-vs=13.0v (pins1、2、8和15開著)-is3.2ma參考電壓源 pin8參考電壓il =10 µail =2.5 µa-vref-vref8.68.68.98.89.29.1vv溫度系數(shù)is =2.5 mais =10 µatc vreftc vref-0.004+0.006%/k%/k電壓檢測 pin11 開啟臨界值-vson11.312.3v相位控制-同步

13、 pin15輸入電流電壓同步±isyncv0.152ma電壓限制±il=2 ma±vsyncv8.08.59.0v輸入電流電流同步 pin16±isynci330µa參考斜坡，見圖5充電電流pin14- i1100µa啟動(dòng)電壓pin3- vmax1.851.952.05v啟動(dòng)電壓的溫度系數(shù)pin3tcr-0.003%/k終止電壓pin3-vmin(v8±200mv)r-參考電壓i=10 µa pins14和11vr0.961.021.10v溫度系數(shù)i=10 µa pin14i=1 µatcvrt

14、cvr0.030.06%/k%/k脈沖輸出電流v16=-1.2v圖6，pin16i0100125150ma輸出脈沖寬度vs=vlimit pin16c3 =3.3nf、見圖7tp30µs自動(dòng)再觸發(fā)(放電)重復(fù)頻率i15150µatpp357.5tp臨界電壓pin16±vi2060mv軟起動(dòng)，見圖8和9啟動(dòng)電流v7=v8-io51015µa終止電流v7-10= -1v-io152540µa放電電流+io0.5ma輸出電流pin4+io0.22ma電氣特點(diǎn) (續(xù))如無特殊規(guī)定，vs = 13 v、tamb = 25°c、參考點(diǎn)pin10參

15、數(shù)測試條件/管腳符號(hào)最小值典型值最大值單位供電電壓補(bǔ)償，見圖10 pin15傳輸增益i15/i5 pin15/5 （pin1和2打開）-gi141720輸出偏移電流v（r6）=v15 =v5=0±io2µa負(fù)載電壓檢測，r1=r2=3k，v15=0，v5 =v6 =v8，見圖11 傳輸增益i5/150mv i6/150mvgi0.280.320.37µa /mv輸出偏移電流pin5、pin6-8-io036µa參考電壓i1 、i2=100µa pin1和2-vref300400mv分流電壓幅度見圖2±v（r6）250mv負(fù)載電流限制

16、pin6-8 高負(fù)載開關(guān)電壓臨界vt70見圖13vt7044.354.7v過載開關(guān)電壓臨界vt100vt1005.86.26.6v再啟動(dòng)開關(guān)電壓臨界vt25見圖12vt251.251.551.85v輸入電流調(diào)查模式ii1µa輸出抗阻轉(zhuǎn)換模式r0248k設(shè)計(jì)輸入，見圖2，pin9輸入電壓-自動(dòng)啟動(dòng)pin9打開-v93.84.34.7v輸入電流v9=0（max）v9= v8（imax）-i9i95510102020µaµa高負(fù)載輸出，vt70，見圖13，i12=13ma，pin11-12飽和電壓v6-8v t70v6-8vt70vsatvlim0.57.00.757.41.07.8vv過載輸出，vt100，v9=打開或v9= v10，見圖14泄漏電流v6-8v t25