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D7M
SL2C
额定电流1N
50A
额定电压
Un
100-2400V
触发电流
1TM
150mA
〈四〉.触发电路的设计
（1）.触发电路的选择：
TCA785是德国西门子（Siemens）公司于1988年前后开发的第三代晶闸管单片移相触发集成电路，它是取代TCA780及TCA780D的更新换代产品，其引脚排列与TCA780TCA78O［和国产的KJ785完全相同，因此可以互换。
目前，它在国内变流行业中已广泛应用。
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，且由于它输出脉冲的宽度可人为自由调节，所以适用范围较广。
②.触发电路芯片的介绍：
TCA785是双列直插式16引脚大规模集成电路。
它的引脚排列如图1所示。
图1TCA785的引脚排列
各引脚的名称、功能及用法如下：
引脚16（VS）:
电源端。
使用中直接接用户为该集成电路工作提供的工作电源正端。
引脚1（OS）：
接地端。
应用中与直流电源VS同步电压VSYNC及移相控制信号V11的地端相连接。
引脚4（Q1）和2（Q2）:
输出脉冲1与2的非端。
该两端可输出宽度变化的脉冲信号，其相位互差180°,两路脉冲的宽度均受非脉冲宽度控制端引脚13（L）的控制。
它们的高电平最高幅值为电源电压VS允许最大负载电流为10mA若该两端输出脉冲在系统中不用时，电路自身结构允许其开路。
引脚14（Q1）和15（Q2）:
输出脉冲1和2端。
该两端也可输出宽度变化的脉冲，相位同样互差180°，脉冲宽度受它们的脉宽控制端引脚12（C12）的控制。
两路脉冲输出高电平的最高幅值为5VS
引脚13（L）:
非输出脉冲宽度控制端。
该端允许施加电平的范围为-0.5V—5VS当该端接地时，Q1、Q2为最宽脉冲输出，而当该端接电源电压VS时，Q1Q2为最窄脉冲输出。
引脚12（C12）:
输出Q1、Q2脉宽控制端。
应用中，通过一电容接地，电容C12的电容量范围为150—4700pF,当C12在150—1000pF范围内变化时，Q1、Q2输出脉冲的宽度亦在变化，该两端输出窄脉冲的最窄宽度为100卩s，而输出宽脉冲的最宽宽
度为2000卩s。
引脚11（V11）:
输出脉冲Q1、Q2或Q1、Q2移相控制直流电压输入端。
应用中，通过输入电阻接用户控制电路输出，当TCA785工作于50Hz,且自身工作电源电压Vs为15V时，则该电阻的典
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型值为15kQ,移相控制电压V11的有效范围为0.2V—2V,当其在此范围内连续变化时，输出脉冲Q1、Q2及Q1,Q2的相位便在整个移相范围内变化，其触发脉冲出现的时刻为：
trr=（V11xR9xC10）/（VREFxK）
式中R9C10VREF—分别为连接到TCA785引脚9的电阻、引脚10的电容及引脚8输出的基准电压；K常数。
为降低干扰，应用中引脚11通过0.1卩F的电容接地，通过2.2卩F的电容接正电源。
引脚10（C10）:
外接锯齿波电容连接端。
C10的实用范围为500pF—1卩F。
该电容的最小充电电流为10卩A。
最大充电电流为1mA它的大小受连接于引脚9的电阻R9控制，C11两端锯齿波的最高峰值为VS-2V,其典型后沿下降时间为80卩s。
引脚9（R9）:
锯齿波电阻连接端。
该端的电阻R9决定着C10的充电电流，其充电电流可按下式计算：
I10-VREFK/R9连接于引脚9的电阻亦决定了引脚10锯齿波电压幅度的咼低，锯齿波幅值为：
V10-VREFK/（R9C10），电阻R9的应用范围为
3匚300K0。
引脚8（VREF）:
TCA785自身输出的高稳定基准电压端。
负载能力为驱动10块CMO集成电路，随着TCA785应用的工作电源电压VS及其输出脉冲频率的不同，VREF的变化范围为2.8—3.4V，当TCA785应用的工作电源电压为15V,输出脉冲频率为50Hz时，VREF的典型值为3.1V，如用户电路中不需要应用VREF则该端可以开路。
引脚7（QZ）和3（QV）:
TCA785俞出的两个逻辑脉冲信号端。
其高电平脉冲幅值最大为VS-2V,高电平最大负载能力为10mAQZ为窄脉冲信号，它的频率为输出脉冲Q2与Q1或Q1与Q2的两倍，是Q1与Q2或Q1与Q2的或信号，QV为宽脉冲信号，它的宽度为移相控制角©+180°,它与Q1、Q2或Q1Q2同步，频率与Q1Q2或Q1、Q2相同，该两逻辑脉冲信号可用来提供给用户的控制电路作为同步信号或其它用途的信号，不用时可开路。
引脚6
（1）:
脉冲信号禁止端。
该端的作用是封锁Q1、Q2及
Q1、Q2的输出脉冲，该端通常通过阻值10KC的电阻接地或接正电源，允许施加的电压范围为-0.5V—VS当该端通过电阻接地，且该端电压低于2.5V时，则圭寸锁功能起作用，输出脉冲被
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封锁。
而该端通过电阻接正电源，且该端电压咼于4V时，则封锁功能不起作用。
该端允许低电平最大灌电流为0.2mA,高电平取大拉电流为0.8mA
引脚5（VSYNC）同步电压输入端。
应用中需对地端接两个正反向并联的限幅二极管，该端吸取的电流为20—200卩A,随
着该端与同步电源之间所接的电阻阻值的不同，同步电压可以取
不同的值，当所接电阻为200kQ时，同步电压可直接取AC220V
（2）基本设计特点
TCA785的基本设计特点有：
能可靠地对同步交流电源的过零点进行识别，因而可方便地用作过零触发而构成零点开关；它具有
宽的应用范围，可用来触发普通晶闸管、快速晶闸管、双向晶闸管及作为功率晶体管的控制脉冲，故可用于由这些电力电子器件组成的单管斩波、单相半波、半控桥、全控桥或二相半控、全控整流电路及单相或二相逆变系统或其它拓扑结构电路的变流系统；它的输入、输出与CMO及TTL电平兼容，具有较宽的应用电压范围和较大的负载驱动能力，每路可直接输出250mA的驱动电流；其电路结构决定了自身锯齿波电压的范围较宽，对环境温
度的适应性较强，可应用于较宽的环境温度范围（-25+85°C）
和工作电源电压范围（-0.5—+18V）。
（3）极限参数
电源电压：
+8—18V或土4—9V;
移相电压范围：
0.2V—VS-2V;
输出脉冲最大宽度：
180;
最高工作频率：
10—500Hz;
高电平脉冲负载电流：
400mA低电平允许最大灌电流：
250mA输出脉冲高、低电平幅值分别为VS和0.3V;
同步电压随限流电阻不同可为任意值；最高工作频率：
10—
500Hz;
工作温度范围：
军品-55—+125C,工业品-25—+85C,民品0—+70°C。
（4）TCA785锯齿波移相触发电路
由于TCA785自身的优良性能，决定了它可以方便地用于主电路为单个晶闸管或晶体管，单相半控桥、全控桥和三相半控桥、文案大全
全控桥及其它主电路形式的电力电子设备中触发晶闸管或晶体管，进而实现用户需要的整流、调压、交直流调速、及直流输电等目的。
西门子TCA785触发电路，它对零点的识别可靠，输出脉冲的齐整度好，移相范围宽；同时它输出脉冲的宽度可人为自由调节。
西门子TCA785外围电路如图2所示。
图2TCA785锯齿波移相触发电路原理图
（5）同步电压的选择
锯齿波斜率由电位器RP1调节，RP2电位器调节晶闸管的触发角。
交流电源采用同步变压器提供，同步变压器与整流变压器为同一输入，根据TCA785能可靠地对同步交流电源的过零点进行识别，从而可保证触发脉冲与晶闸管的阳极电压保持同步。
同
步变压器的变比选为K=220/15=44/3"4。
〈五〉.保护电路的设计及计算
电力电子器件以及主电路的保护大致分为两种：
过流保护和
过压保护。
（1）过流保护
1）过流保护电路的选择
电力电子电路运行不正常或发生故障时，可能发生过电流，其中采用快速熔断器是一种是一种常用的措施，其快速性与有效性都可以满足对电子线路保护的要求。
快速熔断器的保护方式可以分为全保护和短路保护。
全保护是指不论过载还是短路均由快熔进行保护。
此方式只适用于小功率装置或器件裕量较大的场合。
短路保护方式是指只在短路电流较大的区域起保护的作用。
为了安全可靠的保护电子线路，故此过流保护电路选择全保护方式。
其电路图如下：
快熔式保护过流电路
（2）过流保护电流参数的计算
1）快速熔断器的额定电压应大于线路正常工作电压的有效值，即
Ufn1务匕=272
2）快速熔断器熔体的额定电流（有效值）应大于等于被保护晶闸管额定电流。
若熔断器与桥臂晶闸管串连时，熔体的额定电流Ifn可按下
式计算，即
1.571T（AV）-IFN-ItM
由于晶闸管额定电流在选择时已经考虑了安全裕量为
1.5L2因此通常按下式选择，即It（av）=Ifn=41.3o
根据以上参数，可选熔断体的型号为：
RS09
额定电压
额定电流
500
2-63
（3）过压保护
1）压保护电路的选择
阻容吸收保护。
阻容吸收保护电路通常采用电阻R和电容C的串联支路，并联在变压器二次侧进行保护，常见接法见下图所示o
交流侧的阻容吸收保护
2）压保护电路的参数计算
对于单相回路电容C的估算式
C-6心一S2：
0.02F
U2
电容的耐压值大于或等于1.5Um,Um为电压峰值
电阻R的估算式
=18728门
式中S----变压器的容量（kVA）;
U2---变压器二次相电压有效值（V）；
Iem—变压器励磁电流的百分比，取0.03
Udi---变压器的短路比，取0.03
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所以选择电容、电阻为：
0.02F、19kQ
〈六〉.电抗器的选择
为了克服整流器输出的电流断续以及减少电流的脉动和延长晶闸管的导通时间，电路中串入了一个平波电抗器L。
为保证
电流的连续，电感必须要足够的大。
为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出：
L=2伍2=2.87x10’U2go?
h
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5.总结
不得不说，这次电力电子的课程设计使我受益匪浅。
通过平常在课堂上的学习，我们对这个电路在理论上已经有了非常充分的了解，课题看起来貌似也不难。
但通过这几天的设计，我深深的感悟到理论与实际相结合的重要性，光具有理论知识是远远不够的，只要在亲自动手操作的过程中，在不断发现问题再改正问题的过程中，我们才能收获知识，得到进步。
此次的设计过程中，我更进一步地熟悉了单相桥式整流电路的原理以及触发电路的设计。
当然，在这个过程中我也遇到了困难，通过查阅资料，相互讨论，我准确地找出错误所在并及时纠正了，这也是我最大的收获，使自己的实践能力有了进一步的提高。
另外，通过这次课程设计使我懂得了只有理论知识是远远不够的，还必须把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提咼自己的实际动手能力和独立思考的能力
6.参考文献
[1]王兆安，刘进军主编•电力电子技术（第5版）•北京：
机械工业出版社，2009
[2]殷刚，王涌泉主编.电力电子技术北京理工大学出版社，
2012.12
[3]刘志刚叶斌梁晖电力电子学清华大学出版社北京交通大学出版社2004
[4]赵光林常用电子元器件识别/检测/选用一读通电子工业出版社2007
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[5]张宪王春娴电子元器件的选用与检测问答化学工学出版
社2006
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