C12TCA785Vsync5ZDSRDMLN逻辑网络12QQQ1441523SCRG711V11R913L6I11Vs16P-+22CCVDQQsQ1Qz8VREF9C1010 图7-6 TCΑ785的内部结构原理示意图
TCΑ785内部结构包括零点鉴别器(ZD)、同步寄存器(SR)、恒流源(SC)、控制比较器(CC)、放电晶体管(VD)、放电监控器(DM)、电平转换及稳压电路(PC)、锯齿波发生器(RG)及输出逻辑网络等九个单元。TCA785是双列直插式的16脚大规模集成电路,其各引脚功能:(16)(VS)电源端;①(QS)接地端;④(Q1)和②(Q2)输出脉冲1与2的非端;14(Q1)和15(Q2)输出脉冲的1和2端;13(L)为输出脉冲Q1、Q2宽度控制端;12(C12)输出Q1、Q2脉宽控制端;11(V11)输出脉冲Q1、Q2或Q1、Q2 移相控制直流电压输入端;⑩(C10)外接锯齿波电容连接端;⑨(R9)锯齿波电阻连接端;⑧(VREF)TCΑ785自身输出的高稳定基准电压端;⑦(QZ)和③(QV)为TCΑ785输出的个两逻辑脉冲信号端;⑥(I)脉冲信号禁止端;⑤(VSYNC)同步电压输入端。
其工作过程为来自同步电压源的同步电压,经高阻值的电阻后,送给电源零点鉴别器ZD,经ZD检测出其过零点后,送同步寄存器寄存。同步寄存器中的零点寄存信号控制锯齿波的产生,对锯齿波发生器的电容C10,由电阻R9决定恒流源SC对其充电的电压上升斜率,便产生一个脉冲信号送到输出逻辑单当电容C10两端的锯齿波电压大于移相控制电压V11时,
元。参见图7-7,由此可见,触发脉冲的移相是受移相控制电压V11的大小控制,因而触发脉冲可在0~180°范围内移相。对每一个半周,在输出端Q1和Q2出现大约30μs宽度的窄脉冲。该脉冲宽度可由12脚的电容C12决定。如果12脚接地,则输出脉冲Q1、Q2的宽度为180°的宽脉冲。
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V5tV10V10V11V11tV15V14tt
图7-7 触发脉冲的产生
KC785的主要技术数据
1)电源电压:直流+15V(允许工作范围12V~18V) 2)电源电流:≤10mΑ
3)同步输入端允许最大同步电流:200μΑ 4)移相电压范围:-0.5V~(VS-2)V(13V) 5)移相范围:≥170° 6)锯齿波幅度:(VS-2)V(13V) 7)输出脉冲:
①幅度:高电平≥(VS-2.5)V;低电平:≤2V ②宽度:无C12:#30μS左右
~ 有C12:(400 600)μS╱nF ③最大输出能力:55mΑ(流出脉冲电流)
8)2#3#4#7#脉冲电压输出端输出能力:≤2mΑ (灌入脉冲电流) 9)封装:采用16脚塑料双列直插封装 10)允许使用温度:-10°C ~ 70°C。
2、图7-5中的RP1、RP2、RP3为N1、N2、N3⑨脚引脚的可变电阻,它们是用来调节三相锯齿波的斜率的。
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3、图中SA、SB、SC为三相同步电压,它由同步变压器USΑ、USB、USC三端引入,经阻容滤波电路将使相位滞后40°左右后,送往N1、N2、N3的⑤脚。
由于阻容值有误差,移相角度会有差异,会使三相触发波形不对称。因此在各相同步电压输入处,再增设一可变电阻(22KΩ),以调节移相相位,使三相输出电压相位对称互差120°。
。 4、控制电压UC同时经限流电阻送往N1、N2、N3的(11)脚(去与锯齿波进行比较)5、图中集成电路N0为CD4011,它是四个2输入与非门,由它构成的电路,由图7-8所示,是一个他激式(“0”有效)环形振荡器。
+12V121310KΩ5⑦89&1060.1μfCD4011&0.1μf412+12V116.8KΩ51KΩ&3⑥10KΩ0πt0nt
图7-8 环形振荡器
此电路从N1~N3的⑦脚接收到KC785输出的脉冲信号,经电路形成振荡后,
通过⑥脚(6脚为N1~N3的脉冲信号禁止端)使KC785输出的脉冲变成脉冲列(脉冲列的前沿陡,幅值高,功耗小)。脉冲列的频率为(5~10)KHz。
6、图中N4为KC41C,它的内部结构原理示意图和应用实例,见图7-9。它的作用是对N1~N3
经14、15脚输出的基本脉冲,通过输入二极管再产生一个补脉冲。例如2*脚输入脉冲时,使VT2、VT1能同时导通。参见图7-9α)。它通过二极管D1同时给V1基极送出一个脉冲信号,
图中V7为电子开关,当7*脚为“0”时,V7截止,各路将有脉冲输出;当7*脚为“1”(悬空)时,由16*脚输入的+15V电压,将使V7导通,将输出通路封锁(置零)。因此将7*脚引出,作封锁信号CR(输入“1”信号)。元件中的稳压管提供阀值电压,以防止误触发。元件的16*脚接+15V电源,8*脚接地。
7、由KC41C输出的触发脉冲,经功率放大,再经脉冲变压器,送往VT1~VT6六个晶闸管的G、K极。
8、在图7-5中,在脉冲变压器一次侧续流(二极管)回路中,串接一个18V的稳压管,是为了使脉冲电流迅速减小(以增加脉冲后沿陡度),而过电压又不致过大(<18V)。
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9、此电路的供电电源有+12V、+15V和+24V三组,不要搞错。
1216D1V1V2151413+15VA0C0B0A0C0B03DK4X6(3DG27)34V3V4125V511161514131211109KC41C1234567Q86V610V787
图7-9 KC41C内部结构原理图示意图和应用实例
三、实验设备
1、亚龙YL-209型实验装置的单元(8)、(9) 2、双踪示波器 3、万用表 4、变阻器 四、实验内容与步骤
1、将整流变压器联成Dy11接法,将同步变压器联成Yy10接法,不接负载。将它们的一次侧接上220V╱380V电源,用示波器测量UΑ1, UΑ和USΑ的幅值与波形,观察后者是否较前者超前30°。同时测量±12V电源电压是否正常。
2、切断电源,将整流变压器输出UΑ、UB、UC分别接入主电路的L1、L2和L3输入端。 3、在主电路的输出端U1和U2间接上一电阻负载(变阻器)
4、触发电路接上+12V,+15V及+24V电源,输入同步电压(16.5V),控制电压UC端接在稳压电源上,Uc在0~8V间进行调节,先使UC为4V左右,用万用表及示波器,观测N1的⑩脚(锯齿波)及14、15脚的输出(双脉冲列)的幅值与波形。
由图7-7可见,当控制电压 UC(即图中V11)为最小时,a为最小,此时输出电压为最大。反之,当UC≈8V时,触发脉冲消失,Ud=0。
调节RP1,使N1锯齿波的幅值为7.8~7.9V,当UC1增大到最大(8V左右)时,再适当调
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节RP1,使N1的脉冲刚好消失。
5、再以N1的锯齿波为基准,调节RP2和RP3,使N2和N3锯齿波的斜率与N1相同(用示波器观察)。
6、调节控制电压Uc,使Uc由0→8V,观察脉冲的移相范围。并测量6个触发脉冲,是否互差60°,并记录下触发脉冲的波形。
7、测量N4的10#~ 15# 脚的输出脉冲的幅值与相位。若各触发脉冲正确无误(如图7-2所示)。则在切断电源后,将脉冲变压器的输出接到对应的六个晶闸管的G、K极。
8、合上电源,观测电阻负载上的电压的数值与波形,调节UC的大小,使控制角α分别为30°、60°、90°及120°,记录电压的平均值与波形。
(I1与I2间或I29、调节变阻器及UC使电流Id=1.5Α,测量电流互感器输出的电压数值。与I3间)。
10、测量α=60°时,VT1元件K、A间的电压波形。
11、若6只晶闸管中,有一只(设VT2损坏—除去它的触发脉冲)重新测量Ud的幅值与波形,并从晶闸管的波形去判断该元件是否正常。 五、实验注意事项
1、由于这为一大型实验,涉及许多理论知识,因此实验前要复习电力电子课程的相关基础知识,并仔细阅读实验指导书,列出实验步骤。
2、由于实验连线较多,因此,应连好一单元,检查一单元,并测试是否正常。只有在确保各单元工作正常无误的情况下,才可将各单元连接起来。
3、实验中有多处要用示波器进行比较测量,要注意找出两个探头公共端的接线处,否则很易造成短路。 六、实验报告
1、记下电源UΑ1、整流变压器UΑ、同步变压器输出电压USΑ的平均值与波形,以及它们间的相位差。
2、VT1~VT6管的触发脉冲的幅值、波形及相位。 3、电阻负载在
α=30°,α=60°和α=90°时的电压的数值及波形,以及它们的平均值
与计算值是否一致。
4、在α=60°时,VT1元件K、Α两端的电压波形。
5、若VT2损坏,Α、K两端的电压波形是怎样的?对波形进行分析,指出正常的与不正常的地方,并分析形成原因。
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