JP-SSY01數(shù)字移相式集成電路的原理及應(yīng)用

摘要：介紹了臨淄銀河公司的新型全數(shù)字移相觸發(fā)集成電路JP-SSY01的功能特點(diǎn)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及典型應(yīng)用。最后給出了它在單相、三相交流調(diào)壓和其它應(yīng)用方面的多種應(yīng)用電路。

關(guān)鍵詞：移相觸發(fā) 過零觸發(fā) A/D變換 固態(tài)繼電器 JP-SSY01

作為電力電子核心技術(shù)之一的控制技術(shù)，近年來得到了飛速發(fā)展，各種控制集成電路相繼出現(xiàn)。目前的晶閘管移相觸發(fā)電路主要有兩類：第一類為模擬產(chǎn)品，如較早的KC系列和近期的T787系列等。模擬電路在使用上比較復(fù)雜，可靠性低、難調(diào)試、易受干擾；第二類為供助計(jì)算機(jī)技術(shù)完成的移相觸發(fā)電路，這類產(chǎn)品用單片機(jī)和通用電路設(shè)計(jì)而成，因此功能完善，可靠性高，但電路體積龐大、技術(shù)要求高、難推廣，不易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的小型化。

銀河公司獨(dú)立開的JP-SSY01數(shù)字移相式集成電路克服了對(duì)上兩類電路缺點(diǎn)，同時(shí)融合了它們的優(yōu)點(diǎn)，因而是高性能的移相互補(bǔ)脈沖產(chǎn)生電路。它內(nèi)部含有三路相同的信號(hào)處理通道和完善實(shí)用的功能，當(dāng)屬第三類產(chǎn)品。

普通模擬式移相電路通常用控制信號(hào)同鋸齒波進(jìn)行比較或者控制信號(hào)與同步電壓疊加的方法進(jìn)行移相，此方式易受元件參數(shù)分散性、同步電壓信號(hào)波形畸變、溫度變化等因素的影響，因而精度較低，當(dāng)同步電壓不對(duì)稱度為±1°時(shí)，移相脈沖的對(duì)稱度將達(dá)4%～6%。從而造成輸出的不穩(wěn)定。且裝置功率越大，這種狀況就越明顯。

JP-SSY01移相電路由于采用了全數(shù)字化處理方法，因而克服了模擬電路的上述缺點(diǎn)，并使得移相精度和對(duì)稱度大大提高，同時(shí)使控制電路及外圍器件大大減少，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，降低了產(chǎn)品的復(fù)雜性和離散性。

1 JP-SSY01的基本功能

JP-SSY01的主要功能特點(diǎn)如下：

●可通過0～10V的電平信號(hào)業(yè)平滑改變兩個(gè)相位差為180°且與輸入同步的脈沖的相位，其相移范圍為178°；

●有兩種寬度的輸出脈沖（寬脈沖和雙窄脈沖）；

●外部預(yù)留有三個(gè)TTL電平保護(hù)輸入端，可方便地?cái)U(kuò)充保護(hù)功能，且有相應(yīng)的LED指示；

●具有缺相保護(hù)功能；

●帶有過零觸發(fā)功能。

JP-SSY01電路采用SOP-28腳封裝，單5V電源供電，各種邏輯電平均符合TTL電路要求，同計(jì)算機(jī)、儀表接口簡(jiǎn)單，只用簡(jiǎn)單的外圍元件即可方便地完成各種單相、三相晶閘管功能電路的控制，并且效率高，可靠性強(qiáng)。

2 JP-SSY01主要管腳功能和原理

2.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能

JP-SSY01的內(nèi)部原理框圖如圖1所示?，F(xiàn)將其主要的引腳功能說明如下：

WS：脈沖寬度選擇端，可通過高、低電平的選擇來確定調(diào)制輸出脈沖寬度是單寬脈沖還是雙窄脈沖，這兩種寬度脈沖的功能基本相同，但雙窄脈沖可降低電路功耗。其中單寬脈沖寬度為87°，雙窄脈沖寬度為27°，兩脈沖前沿間隔為60°；

ON：0°相位鎖定引腳；

OFF：180°相位鎖定引腳，該腳無脈沖輸出；

Vcom：0～10V電平控制信號(hào)輸入端；

RES：復(fù)位端。JP-SSY01在上電時(shí)無需復(fù)位，如出現(xiàn)故障，可通過此端手動(dòng)復(fù)位，高電平有效；

AC1-AC3：三路同步信號(hào)輸入端；

PRT1～PRT3：三路保護(hù)電平輸入端，與TTL電平兼容；

OUT+、OUT-：100kHz～150kHz移相調(diào)制互補(bǔ)脈沖輸出端，該端具25mA的驅(qū)動(dòng)能力，可直接驅(qū)動(dòng)小功率晶閘管；

J1、J2：外接晶體振蕩器。

2.2 工作原理

50～60Hz的同步信號(hào)A經(jīng)過整形電路后變成邊沿陡峭的基準(zhǔn)信號(hào)B作為移相基準(zhǔn)點(diǎn)，0～10V控制電平信號(hào)經(jīng)過9位A/D變換器后轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)于移相信號(hào)大小的數(shù)字值信號(hào)C，B，C兩信號(hào)經(jīng)移相處理電路后形成移相脈沖前沿位置信號(hào)D，然后脈寬形成電路將根據(jù)WS電平的高低及位置信號(hào)D來產(chǎn)生未調(diào)制脈沖E，最后由E信號(hào)經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制和功率推動(dòng)后輸出調(diào)制脈沖。

3 JP-SSY01在晶閘管模塊中的應(yīng)用

JP-SSY01的應(yīng)用電路非常簡(jiǎn)單，利用它可方便地完成對(duì)晶閘管電路的控制，并完成缺相、過流、過熱等故障保護(hù)功能。下面列舉幾例JP-SSY01的應(yīng)用電路。

圖2所示是JP-SSY01的典型應(yīng)用連接電路。另外，利用JP-SSY01還可對(duì)晶閘管進(jìn)行調(diào)壓。圖3是一種三相交流調(diào)壓電路的連接圖。當(dāng)然，如果需要進(jìn)行單相交流調(diào)壓，那么，只需將SSY01手工藝AC1～AC3中的任意兩端相連接即可。在圖3的基礎(chǔ)上把ON端接至高電平即可組成過零觸發(fā)固態(tài)繼電器。圖4是單相固態(tài)繼電器的連接電路。

圖5是一種過流保護(hù)電路，把電流傳感器的信號(hào)經(jīng)比較器處理即可方便地實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。如果簡(jiǎn)單地把電流傳感器換成溫度傳感器就可方便地實(shí)現(xiàn)過熱保護(hù)。

4 結(jié)束語

JP-SSY01數(shù)字式移相電路是一種性能優(yōu)異、功能完善、使用方便、擴(kuò)充性強(qiáng)的新一代移相電路。與大功率電力電子器件組合可組成大功率一體化功能模塊，是自動(dòng)化、電源、工業(yè)控制、電機(jī)調(diào)整等眾多行業(yè)更新?lián)Q代的最佳產(chǎn)品。

JP-SSY01集成電路的應(yīng)用非常簡(jiǎn)單，用JP-SSY01和幾支電阻電容及一驅(qū)動(dòng)電路即可非常簡(jiǎn)單地完成晶閘管的控制。該電路非常穩(wěn)定、可靠，并具有強(qiáng)大的可擴(kuò)充性，使用該集成電路可比第一、二類移相電路減少60～80%的元器件數(shù)量，而穩(wěn)定性卻提高了數(shù)倍，從而為電力電子產(chǎn)品的小型化、高功率密度和高可靠性提供了非常有力的支持。

JP-SSY01數(shù)字移相集成電路現(xiàn)已作為銀河公司第二代集成控制電路應(yīng)用于各種晶閘管智能模塊中，從而進(jìn)一步提高了智能模塊的可靠性，增強(qiáng)了智能模塊的功能，減化了功能電路的設(shè)計(jì)。通過JP-SSY01，銀河公司現(xiàn)已成功開發(fā)了電機(jī)調(diào)速模塊、恒流恒壓電流模塊、電機(jī)控制模塊等功能更多、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的一體化功能模塊。