多敏固態(tài)控制器工作原理

無(wú)論是家庭電氣化還是工礦、農(nóng)村和部隊(duì)的技術(shù)革新，自動(dòng)控制始終是電子愛(ài)好者和電子科技工作者感興趣的課題一。本文介紹一種用于自動(dòng)控制的通用裝置，可廣大電子愛(ài)好者制作實(shí)驗(yàn)。

電路工作原理

本裝置的設(shè)計(jì)構(gòu)思是以微功率控制大功率，能夠?qū)⒆匀唤绲姆请娏啃盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)自動(dòng)控制，應(yīng)該具有很高的控制靈敏度，但又不易產(chǎn)生誤動(dòng)作，在做一般控制應(yīng)用時(shí)，不需另加控制電源；與外部設(shè)備配合使用時(shí)，應(yīng)具有良好的隔離性。要求它工作時(shí)無(wú)火花、無(wú)噪聲、防爆性能好、壽命長(zhǎng)、造價(jià)要低、通用性要好。該裝置的內(nèi)部電路構(gòu)成方框圖見(jiàn)圖A。它的內(nèi)部電路工作原理如圖B。它共有7只引腳：⑥腳是負(fù)載端，⑦腳是交流輸出端，①腳是控制電源正極端，②、③是隔離器輸入端，④腳是無(wú)源控制端，⑤腳是控制電源負(fù)極端。該裝置的內(nèi)部電路是由光電耦合器TIL117、觸發(fā)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)集成電路TWH8778、整流全橋U和雙向可控硅VS2等構(gòu)成。當(dāng)單向可控硅VS1判斷時(shí)，全橋電路U內(nèi)沒(méi)有電流回路，因而無(wú)電流輸出，雙向可控硅VS2無(wú)觸發(fā)電流而截止，從而使負(fù)載電流阻斷。





由于VS1的觸發(fā)極與開(kāi)關(guān)集成電路TWH8778的輸出端相接，因此TWH8778的通斷控制了VS1的導(dǎo)通與截止。我們知道，TWH8778是一種高性能的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)集成電路，它的控制端⑤腳只需加上1.6V的電壓，200uA的電流應(yīng)能可靠地控制其②、③腳的輸出電流，同時(shí)該器件的內(nèi)部設(shè)有多種自保護(hù)電路，不易損壞，有效工作頻率可達(dá)15kHz，用它來(lái)作為該裝置的觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器件可以說(shuō)是十分理想的。

電阻R2、電容器C1和穩(wěn)壓二極管DW2構(gòu)成了低壓直流穩(wěn)壓電源供給TWH8778工作，因此只要在該控制器的④腳上加一個(gè)大于1.6V的控制電壓，就可以使TWH8778導(dǎo)通。TWH8778導(dǎo)通后，它的輸出端②、③腳就變?yōu)楦唠娖?，觸發(fā)了VS1，使其導(dǎo)通，于是由二極管VD1－VD4構(gòu)成的全橋整流回路導(dǎo)通，此時(shí)有正、負(fù)兩個(gè)方向的脈沖電壓觸發(fā)雙向可控硅元件VS的G極使VS2導(dǎo)通，帶動(dòng)負(fù)載工作。而控制端④腳的電壓完全可以由控制器DM的①端提供，故無(wú)需外接控制電源。這就是構(gòu)成無(wú)源控制的基礎(chǔ)條件。控制器DM的②、③腳是光電隔離控制輸入端，平時(shí)光電耦合器TIL117中的光敏三極管在無(wú)光照時(shí)，其內(nèi)阻極高，相當(dāng)于開(kāi)路。一旦在DM的②、③腳上加上控制電壓，TIL117中的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，光照使光敏三極管內(nèi)阻迅速下降，導(dǎo)致有足夠的電流通過(guò)光敏三極管的c-e極使TWH8778的⑤腳觸發(fā)，同樣可以控制負(fù)載工作。R1是輸入限流電阻。DW1是輸入限壓二極管，其穩(wěn)壓值在1.5－2V之間，這樣即使輸入電壓超過(guò)預(yù)定值也不至于損壞光電耦合器TIL117。