基于TCA785移相触发器的中频感应加热电源

　　中频感应加热电源用于各种金属材料及五金工具、机械零部件感应热处理(淬火、退火、回火)，局部或整体透热、熔炼、热锻、热镦、钎焊和烧结等。

　　早期SPWM中频电源多采用分立器件构成，系统中的振荡器、比较器、死区发生器、驱动等需要十分谨慎的调节，且可靠性不高，现在这种方案已很少采用;后来出现了单片集成SPWM控制器，如HEF4752V等，将振荡器、比较器、运放等集成于单片IC内部，大大简化了系统设计，系统可靠性也大为提高;随着高速单片机和低价位DSP的出现，数字化中频电源开始广泛使用，与此同时还出现了可编程数字化SPWM发生器，如SA83等，进一步简化了系统设计，提高了系统可靠性。但是所有这些控制方案在构成一个完整的电源系统时都需要至少三路隔离电源，电源体积很难进一步减小。因此，笔者开发研制出一种基于TCA785芯片的三相全控桥整流电路作为中频电源，其主电路原理如图1所示，在现场使用中收到了良好的效果。

图1 三相全控整流桥电路原理图

　　TCA785移相触发器简介

　　TCA785是德国西门子公司开发的第三代晶闸管单片移相触发集成电路，与原有的KJ系列或KC系列晶闸管移相触发电路相比，它对零点的识别更加可靠，输出脉冲的齐整度更好，而移相范围更宽，且由于其输出脉冲的宽度可人为自由调节，所以适用范围更广。

　　TCA785芯片为双列直插式16引脚大规模集成电路，如图2所示，其引脚5为同步电压输入端，通过不同的电阻可接不同的同步电压，当接200kΩ电阻时，同步电压可直接接220V，在应用中，需接保护作用的正反向并联的二极管限幅电路;引脚9为锯齿波电阻连接端，电阻阻值决定引脚10上电容C10的充电电流和引脚10锯齿波电压的高低，其应用范围为3～300kΩ;引脚10为锯齿波电容Cl0连接端，其应用范围在500pF～1F ;引脚11为输出脉冲移相控制直流电压输入端，在其有效范围0.2V～( Vcc-2)V内连续变化时，输出脉冲的相位可在 0°～180°间连续变化;引脚14、15 为输出脉冲端，该两端可输出宽度变化、相位互差180°的脉冲，脉冲宽度受引脚12外接电容值控制。

图2 TCA785芯片

　　5、10、14和15几个主要引脚的输入、输出波形如图3所示。

图3 部分引脚的输入、输出波形图

　　TCA785移相触发器的主要参数包括：电源电压8～18V或±(4～9)V，移相电压范围0.2～( Vcc-2) V，输出脉冲最大宽度180°，最高工作频率10～500Hz，最大负载电流400mA，输出脉冲高、低电平Vcc和0.3V。

　　TCA785移相触发器在中频电源上的应用

　　针对目前中频电源所使用的三相半控桥整流电路在使用中出现的一些问题，如触发脉冲丢失和过电流烧毁晶闸管等故障，在对现有中频电源系统做了可靠性分析之后，对三相全控桥电路采用TCA785移相触发器设计实现，该电路在应用中可靠性有了很大提高。