TCA785中文资料

1、TCA785中文资料T C A 7 8 5 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，TCA7 8 5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白由调节，所以适用范围更为广 泛。TCA 7 8 5 的基本引脚波形如图 1 所示。 其中 5脚为外接同步信号 用于检测交流电压过零点。1 0 脚为片内产生的同步锯齿波，其斜坡最大及 最小值由 9、1 0 两脚的外接电阻与电容决定。通过与 1 1 脚的控制电压相 比较，在1 5 和 1 4 脚可输出同步的脉冲信号，因此，改变

2、 1 1 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,择双窄脉冲的驱动方式时，1 2 脚应接 1 5 0 p F 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。图图1 TC A785的主要引脚及相应波形的主要引脚及相应波形端,当选图图2相控整流部分电路相控整流部分电路3 使用 TCA 7 8 5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 T CA78 5(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

3、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 T CA 78 5 芯片的引脚与所控制的晶闸管的对应关系 如表 1 所列。晶闸管通过一个型同步变压器为 T CA78 5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 T CA785 (A) , BA 接至 TCA785 (B) , C B 接至 TCA785(C)，即可实现正序输入时晶闸管的同步驱动。现以 T5T1换流为例 进行分析：T 5 至 T 1 管白然

4、换流点滞后于 A 相由负到正过零点 30,即 TC A 7 8 5 (A)的 1 5 脚输出至少应该滞后于该过零点 3 0,而电压AC 由负到正过零点正好滞后于 A相 3 0 ,因而用 AC 作为 TCA7 8 5(A ）的同步彳口-号就可以实现最大范围的移相控制3。表1二片TAC78躬1脚及其对应的晶闸管TCA78躬1脚晶闸管晶闸管785 (A) 15脚T1T6785 (C) 14脚T2T1785(B) 15脚T3T2785(A) 14脚T4T3785(C) 15脚T5T4785(B) 14脚T6T5其它晶闸管的分析与此类似，即用相应的线电压代替相电压作为同步信 号。图 3 所示是一个周期的

5、驱动时序。从 A 相的白然换流点开始，上、下桥 臂晶闸管驱动顺序分别为：1717373757571 和 627274 74166。785 j78578S i 785i785785:7S5(A);(C)(ft) i (A);(Oi皿(A)15脚脚：15脾；】4脚115脚U4脚15脚Tl i Tl=TSjT3IS丁5；T1ToT2 !T2 i T4iT4: T6iTO图图3正序输入时整流桥正：常工作时序图正序输入时整流桥正：常工作时序图4 TCA 7 8 5使用中出现的问题4. 1 电源进线电压的相序问题及解决方法实验发现，如果直接利用同步变压器的输出作为同步信号，只能在一种 输入相序(正序或者逆

6、序)下工作，一旦输入相序接法改变，整流就不能正 常进行。当输入相序为正序时，根据前述接线方法，可以使相控整流正常工 作，但是当输入相序变为逆序 A、C、B 时，TCA7 8 5 (A)的同步信 号变为 AB, TCA785 (B)的同步信号将变为 CA, TCA785 (C) 的同步信号变为 BC,而芯片的输出与晶闸管的对应关系不变，于是，此时 上、下桥臂晶闸管的驱动顺序将分别变为：5-5-3-3-1-1-5和6 4 4 2 2 6 6 ,而正确的驱动顺序应当为：1 1 5 53 3 1和 2 6 64 4 2 2。可见，实际的驱动顺序比正确的驱动顺序超前 12 0,此时运行就会出现故障。在实

7、验中发现，当输 入接成逆序时会出现一相进线没有电流的情况，且装置启动时直流平波电抗 器有振动，这在电源输出功率过大时会损坏晶闸管。图图4同步信号获取电路的改进同步信号获取电路的改进实际上，由于三相全控桥式整流各管可以互换，因此通过改进同步信号获取电路即可做到整流与输入相序无关，从而防止了相序接错损坏晶闸管的问题，同时还可提高调试效率。通过 分析发现，当输入为逆序时，接到 TCA 7 8 5 (A)上的同步信号应该是 B C ,而接到 T C A 7 8 5 (B)上的同步信号应该是 A B , TC A 7 8 5(C)上的同步信号应该是 CA,这正好比实际超前了 12 0,因此，如 果将同步

8、变压器副方与 TCA 7 8 5 连接改为图 4 所示电路，并通过 6个常 开节点的直流继电器将同步变压器与 3 个 TCA 7 8 5 的同步输入端相连 接，3 个标为 J 1 的继电器为一组，3个标为 J 2 的继电器为一组，每组继 电器同时打开或者同时闭合。那么，实现任何输入相序下整流控制电路触发 脉冲的正确顺序就只需要使 J 1 与 J 2组中相位滞后1 2 0的那一组导通 来提供同步信号即可。利用单稳态触发器 7 4 12 1 和 D 触发器可以构成相位鉴别与驱动电路4 ,其电路连接方法如图 5所示，图中，接到 TCA 7 8 5 (A)上的两 个继电器 J 1和J 2的输入端在经过

9、削波、 整形后可得到同步信号 V 1 和 V2 ,这可以通过运算放大器实现。该检测电路各电压波形如图 6 所示。可以 看出，如果用 D触发器的 Q 端驱动 J1 组继电器，而用 Q 非端驱动 J2 组继 电器，就可以使 TCA 7 8 5得到正确的同步信号。应当注意的是：设计时 要适当选择 7 4 12 1 芯片的 R ext和 Cext 外接电阻电容的参数，以 使 7 4 1 2 1 Q 1非引脚低电平状态持续时间小于 D触发器的 D输入引脚的持续时间，同时应小于同步信号周期的 1/6。由此可见，通过使用继电器选择正确的同步信号，可以实现整流相序的无关性。图图5相位鉴别及驱动信号产生相位鉴别

10、及驱动信号产生: :电路电路V超前V2 120度 滞后V2 120度图图6相位鉴别及驱动信号产生电路波形图相位鉴别及驱动信号产生电路波形图4.2 TCA 7 8 5的过零点振动问题及解决方法三相全控桥式整流进线电流是一种不连续的兔耳状尖峰电流。当电源阻 性负载较重（阻性电流大于 1 5 0A）时，由于需要大量的有功功率，因此 该尖峰电流峰值较大（如本装置尖峰电流峰值达到 1 2 0A）。尖峰电流在 电源进线电阻上会产生一定的压降。该电流产生的压降与输入正弦波叠加后 送到同步变压器输入端，可作为同步信号提供给 TCA 7 8 5 芯片。实验发 现，该叠加电压在过零点附近存在抖动现象。由于 TCA

11、 7 8 5 对过零点检测极为灵敏，从而导致芯片第 1 0 脚锯齿波斜边也发生抖动，这样，由输出 反馈到1 1 脚的控制电压即使没有改变，TCA 7 8 5 输出的驱动脉冲也会 存在移相，引起的结果是进线电流峰值变化很大，进而在直流平波电抗器上 引起强烈的振动，甚至对电网造成冲击。解决的办法是在进线处加上 3个电 感滤波，以平滑进线电流，滤除谐波。 本装置取 7 5 左右的电感，而同 步信号依然从电网侧获取。实验证明：该装置会使电流振动现象消失。4. 3 同步信号的整形从同步变压器过来的信号都是正弦信号，由于 TCA 7 8 5 是利用检测 过零点的原理来实现同步的，因此，如果正弦波的幅值过小，那么，就不能 提供清晰的过零点，同时，电磁干扰也可能导致过零点检测错误，但是，正 弦波的幅值过大又会超过芯片的同步电压输入范围，所以应当将同步信号整 形成方波，具体的整形电路如图 7所示。图 7电路主要是通过 6 8 k Q电阻实现限流分压