快捷搜索:

采用TCA785移相触发器实现荧光磁粉探伤机可控硅

小序

磁粉探伤机因为其布局相对简单、检测速率快、资源低、对情况污染较小等特征,已广泛利用于航空、机器、汽车、内燃机、铁道、船泊等部门。因为某些车轮轮对荧光磁粉探伤机的退磁不稳定,故必要对周向电流电路节制系统中的可控硅调压规划进行改进。今朝,在临盆中应用的磁粉探伤设备中,周向电流多采纳2只可控硅反向并联组成调压电路。而本文则给出了采纳TCA785移相触发器对可控硅实现调压的措施。

1、可控硅调压道理和触发要领

可控硅具有体积小、重量轻、耐压高、价格低廉、节制灵敏和应用寿命长等优点,它使半导体器件的利用从弱电领域进入强电领域,而且广泛利用于整流、逆变和调压等大年夜功率电子电路中。可控硅是一种有源开关器件,日常平凡它维持在非导通状态,直到一个较小的节制旌旗灯号对其触发(或称“焚烧”)使其导通,而且一旦导通后,纵然撤离触发旌旗灯号,它也维持导通,而要使其关断,可在其阳极与阴极间加上反向电压或将流过可控硅二极管的电流削减到某一个阀值以下。磁粉探伤机的磁化电路绝大年夜多采纳可控硅调压要领来节制周向磁化电流。

1.1 可控硅调压道理

可控硅导通和关断的前提是:当阳极电位高于阴极电位且节制极有足够的正向电压和电流时,即可实现从关断到导通;而阳极电位高于阴极电位且阳极电流大年夜于保持电流时,可保持可控硅的导通:阳极电位低于阴极电位或阳极电流小于保持电流时,可控硅便从导通状态变为关断。

孕育发生触发脉冲是可控硅导通的需要前提之一,其质量将直接对可控硅的事情环境和机能造成影响。是以,孕育发生触发旌旗灯号的触发电路的靠得住性直接关系到可控硅调压装配的质量。

1.2 可控硅的触发要领

用可控硅实现交流调压平日有两种触发要领,即过零触发要领和移相触发要领。

过零触发是在电源电压零点相近触发晶闸管导通,并经由过程改变设定周期内晶闸管导通的周波数来实现交流调压。可控硅定周期过零触发事情波形如图l所示。图1中,Tc为节制旌旗灯号的周期,t1和t2分手为可控硅的通、断光阴,且Tc=t1+t2。该电路是经由过程改变可控硅的通断光阴,即改变通断的周波数来实现电压调节。平日节制电路先把负载与输入电压U在周期Tc光阴接通t1秒(通n个周波),然后再断开t2秒(断m个周波),即经由过程改变通断光阴来调节负载的输出电压。

移相触发是经由过程改变导通角来实现调压。图2所示便是触发脉冲的移相触发角分手为45°、90°和135°时的导通环境,由图2可知,负载两真个电压是随移相触发角的变更而变更的。

移相触发在可控硅的每个正或负周期中都有维持通断的部分,即输出继续可调,故能适应各类负载,但在节制历程中,会对电网孕育发生电磁滋扰。根据负载性子、应用前提和周围情况,本设计选择移相触发生发火为可控硅的触发节制要领。

2、可控硅移相触发器电路的设计

跟着集成电路制作技巧的前进,集成触发器降服了分立元件触发器的毛病,因而获得广泛的利用。本文采纳集成触发电路TCA785来改造现有设备,以前进设备机能。

2.1 TCA785移相触发器简介

TCA785移相触发器属单片移相触发器,为双列直插式16脚大年夜规模集成电路,与其它芯片比拟,TCA785具有输出脉冲划一度好、移相范围

宽、输出脉冲宽且可工资调节等优点,以是适用范围更为广泛。

2.2 TCA785的事情道理

TCA785的道理如图3所示,此中脚11接移相节制电平V11,脚6接调制旌旗灯号,脚5接同步旌旗灯号,脚12经由过程电容接地,脚9和10分手接锯齿波斜率电阻和电容,脚15和14为脉冲输出端Q1和Q2。

同步电压VSYNC经电阻R5到零点鉴相器ZD,当ZD检测出其过零点后,可送同步寄存器SR寄存,并由SR节制锯齿波发生器RG,RG的电容C10

由电阻R9抉择的恒流源SC充电,当电容C10的锯齿波电压V10大年夜于移相节制电压V11时,便孕育发生一个脉冲旌旗灯号到输出逻辑单元,并在引脚14(Q1)、引脚15(Q2)孕育发生触发脉冲。可以看出:触发脉冲的移相受移相节制电压V11大年夜小的节制,触发脉冲Q1、Q2可在0°~180°范围内移相,且管脚14、15输出脉冲相位差180°。

TCA785的主要引脚波形如图4所示。此中5脚为外界同步旌旗灯号端,用于检测交流电压过零点。10脚为片内孕育发生的同步锯齿波.其斜坡最大年夜

及最小值由9、10两脚的外界电阻与电容抉择。经由过程与ll脚的节制电压相对照,可在15和14脚输出同步的脉冲旌旗灯号,是以,改变1l脚的节制电

压,就可以实现移相节制。脉冲的宽度则由12脚的外接电容值抉择,被选择双窄脉冲的驱动要领时,12脚应接150 pF电容。实际上,有几十个微秒的脉冲宽度即可使晶闸管正常导通。

2.3 可控硅移相触发电路的设计

本节制系统的节制工具为CJW-4000型车轮轮对磁粉探伤机,它由电源节制系统、进/出轮系统、喷淋磁化系统、荧光灯系统、磁选液喷淋收受接收系统以及暗室等组成。设备节制电路采纳可编程节制器PLC集中节制。

车轮轮对荧光磁粉探伤机的可控硅移相触发电路如图5所示。该电路利用TCA785输出的Q1和Q2 (即14、15脚的输出)脉冲分手在交流电源的正负半周来直打仗发晶闸管,移相节制电压U11来自外接的直流电源V1(此处用+15 V),在其有效范围内(0.2 V~V1-2 V)内继续变更时,脉冲输出Q1和Q2的相位即可在0°~180°范围内移相。

因为从同步变压器过来的旌旗灯号都是正弦旌旗灯号,而且TCA785是使用检测过零的道理来实现同步的,是以,假如正弦波的幅值过小,那么就

不能供给清晰的过零点,同时电磁滋扰也可能导致过零点检测差错,然则,正弦波的幅值过大年夜又会跨越芯片的同步电压输入范围,以是应将同步旌旗灯号整形成方波。如图5中脚l f接地)和脚5之间便是使用反并限幅二极管(管压降为l V阁下)来将正弦波变为方波。引脚5外接220 kΩ的电阻后,可直接接220 V AC的同步电压旌旗灯号,以用于检测交流电压的过零点,同时对地端接两个正、反向并联的限幅二极管,以起保护感化。

引脚12是输出脉冲Q1和Q2的脉宽节制端。其利用范围为150~4700 pF。

引脚6是脉冲旌旗灯号禁止端。可经由过程阻值10 kΩ的电阻R2接+15 V电源。当该端电压小于2.5 V时,输出脉冲被封;而当该端电压大年夜于4 V时,封锁功能不起感化。是以,该脚可作为主电路的可控硅过流、过热保护应用。

lO脚为芯片孕育发生的同步锯齿波的斜率最大年夜及最小值由9、10两脚的外接电阻和电容抉择,然后经由过程与1l脚的节制电压相对照,便可在15和14脚输出同步脉冲,以改变11脚的节制电压,从而实现移相节制。ll脚可经由过程电容接+15 V电源。

3、TCA785利用中应留意的问题

TCA785移相触发器采纳的是负逻辑事情要领,即节制电压增添,输出脉冲的节制角增大年夜,可控硅的导通角减小。这点在利用中应该留意。别的,TCA785的脚1和脚5之间一样平常使用反并限幅二极管将脚5外接的220 V交流电变成方波,从而给TCA785供给清晰的过零点旌旗灯号。

若把该触发电路用于周向电流充退磁,应在可控硅输出的交流电流后加整流桥,以将该电流变为直流,再与磁粉探伤机周向线圈连接。

4、 停止语

本文以TCA785为核心的可控硅移相触发电路,可对车轮轮对荧光磁粉探伤机周向磁场的充退磁实现有效节制,这样,不仅可使充磁能够经由过程吸引荧光磁粉有效的检测出车轮是否有裂纹,还能把检测完毕的轮对磁场降到标准以内,从而前进产品德量。该电路设计相对简单、靠得住性好,并可有效地保障探伤机的检测质量。

责任编辑:gt

您可能还会对下面的文章感兴趣: