比例控制雙向可控硅觸發(fā)電路
一、TDA1023的基本結(jié)構(gòu)、引腳功能及其特點(diǎn)
TDA1023采用16引腳DIL封裝,引腳排列如圖1所示。
TDA1023芯片電路主要由電源電路、輸入緩沖器、定時電路、故障一安全電路、過零檢測器和輸出脈沖放大器組成,如圖2所示。
TDA1023的引腳功能如附表所列。
1.電源電壓Vcc直接從市電線路上獲得,典型值是13.7V,平均電源電流(IRX)為10mA,并為外部溫度傳感橋路提供8V的穩(wěn)定電壓(Vz);
2.觸發(fā)脈沖寬度tw(典型值為200μs)、觸發(fā)脈沖串重復(fù)時間Tb(在CT=68μF下的典型值是41s)及比例區(qū)間寬度均可調(diào)節(jié),輸出電流不大于150mA(平均電流不大于30mA);
3.滯后電壓及相應(yīng)的滯后溫度可以調(diào)節(jié)。
二、工作原理
1.電源及其操作
TDA1023的電源電路及外部元件連接如圖3所示。220V市電經(jīng)二極管D1和電阻RD加至IC腳16與腳13之間,其中IC腳13(VEE)連接市電零線。在市電正半周,通過RD的電流對外部平滑電容器CS充電,直到IC腳16從內(nèi)部穩(wěn)壓二極管獲得穩(wěn)定電壓為止。RD的選擇應(yīng)能為IC正常工作提供電流。在市電工作負(fù)半周,電容Cs上存貯的電荷放電為電路提供工作電流。Cs容量的選擇,必須能維持Vcc最低電壓值(12V)。
2.溫度控制
負(fù)載平均功率通過變更觸發(fā)脈沖串的持續(xù)時間變化,而觸發(fā)脈沖串的持續(xù)時間取決于控制輸入C1(⑥腳)與參考輸入U(xiǎn)R(⑦腳)或BR(⑨腳)之間的電位差。對于5℃~30℃的最佳化室溫控制可利用IC轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)。當(dāng)IC的QR(⑧)腳連接到URC(⑦腳)時,BR(⑨)腳用作參考輸入,保證有一個精確的線性室溫設(shè)置。若不需用轉(zhuǎn)換電路,UR(⑦腳)用作參考輸入,BR(⑨腳)必須連接到Vz({11}腳)。對于比例功率控制,UR({7}腳)必須連接到TB(腳{12}),BR({9}腳)必須連接到Vz({11}腳)。
3.比例范圍控制
如果比例范圍控制輸入PR({5}腳)開路,在C1({6}腳)上的80mV信號變化,可使占空比從0%到100%變化,相應(yīng)的溫度差為1K。如果{5}腳接地,比例范圍增加到400mV(即5K)。如果在{5}腳與地之間連接一只電阻,當(dāng)其為3.3kΩ時,比例范圍為160mV;若電阻阻值是430Ω,比例范圍則為320mV。
4.滯后控制
當(dāng)滯后控制輸入HYS({4}腳)開路時,器件內(nèi)部帶一個20mV的滯后,相應(yīng)的溫度控制為0.25K。若{4}腳接地,滯后增加到320mV(相應(yīng)的溫度增加到4K)。如果在{4}腳與地之間連接一支1.8kΩ到9.1kΩ的電阻,滯后則從100mV變化到40mV。
5.觸發(fā)脈沖寬度調(diào)節(jié)
TDA1023的輸出觸發(fā)脈沖寬度tw可以通過{10}腳外部同步電阻Rs來調(diào)節(jié)。在市電電壓(Vs)一定時,tw隨Rs增加而增大,與{10}腳上的輸入電流成反比。圖4示出了tw隨Rs和Vs變化而變化的關(guān)系曲線。
6.輸出電流調(diào)節(jié)
TDA1023的輸出級是開路發(fā)射極輸出,產(chǎn)生正向觸發(fā)脈沖。輸出級帶最大電流限制和短路保護(hù)功能。當(dāng)輸出脈沖穩(wěn)定在10V時,最大輸出電流為150mA。為減小總電源電流和功率耗散,必須在IC的{3}腳與可控硅的門極之間連接一支電阻RG,以限制輸出電流。在220V、50Hz的市電電壓下,IC{3}腳(Q)上的平均輸出電流I3(AV)與RG及RS之間的關(guān)系曲線如圖5所示。
三、應(yīng)用電路實(shí)例
圖6示出的是1.2kW~2kW加熱器控制電路。Vs為220V(50Hz),溫度范圍為5℃~30℃。TDA1023{6}腳與{13}腳之間連接的NTC熱敏電阻RT1,在25℃下的阻值是22kΩ,用做溫度感測。雙向可控硅采用BT139,在25℃下,Vft<1.5V,Ift>70mA。
TDA1023的應(yīng)用電路比較簡單,成本很低,并且設(shè)計(jì)簡單。
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