TCA787集成芯片在大功率可控硅整流控制系统中的应用
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TCA785中文资料ＴＣＡ７８５是德国西门子（Ｓｉｅｍｅｎｓ）公司开发的第三代晶闸管单片移相触发集成电路，与其它芯片相比，ＴＣＡ７８５具有温度适用范围宽，对过零点的识别更加可靠，输出脉冲的整齐度更好，移相范围更宽等优点。
另外，由于它输出脉冲的宽度可手动自由调节，所以适用范围更为广泛。
ＴＣＡ７８５的基本引脚波形如图１所示。
其中５脚为外接同步信号端，用于检测交流电压过零点。
１０脚为片内产生的同步锯齿波，其斜坡最大及最小值由９、１０两脚的外接电阻与电容决定。
通过与１１脚的控制电压相比较，在１５和１４脚可输出同步的脉冲信号，因此，改变１１脚的控制电压，就可以实现移相控制，脉冲的宽度则由１２脚外接电容值决定[1]，当选择双窄脉冲的驱动方式时，１２脚应接１５０ｐＦ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。
３使用ＴＣＡ７８５实现相控整流实现三相桥式相控整流的一般方法是利用三相同步变压器从电源进线端引入三路同步信号，这样，将同步信号整形后分别输到三片ＴＣＡ７８５（编号为Ａ、Ｂ、Ｃ）的５脚，就能控制６只晶闸管，然后通过引脚复用即可实现双窄脉冲方式驱动。
双窄脉冲方式由于驱动脉宽窄，因而可以有效地减小驱动用脉冲变压器的体积，防止磁芯饱和[２]。
该方法的主电路及同步变压器如图２所示，三片ＴＣＡ７８５芯片的引脚与所控制的晶闸管的对应关系如表１所列。
晶闸管通过一个△／Ｙ型同步变压器为ＴＣＡ７８５提供同步信号，当进线相序（如图２所示）为正序Ａ、Ｂ、Ｃ时，同步变压器的三个输出端所对应的中性点的实际电压向量为ＡＣ、ＢＡ、ＣＢ，将ＡＣ接至ＴＣＡ７８５（Ａ），ＢＡ接至ＴＣＡ７８５（Ｂ），ＣＢ接至ＴＣＡ７８５（Ｃ），即可实现正序输入时晶闸管的同步驱动。
现以Ｔ５～Ｔ１换流为例进行分析：Ｔ５至Ｔ１管自然换流点滞后于Ａ相由负到正过零点３０°，即ＴＣＡ７８５（Ａ）的１５脚输出至少应该滞后于该过零点３０°，而电压ＡＣ由负到正过零点正好滞后于Ａ相３０°，因而用ＡＣ作为ＴＣＡ７８５（Ａ）的同步信号就可以实现最大范围的移相控制[３]。
基于TC787的六相可控整流电路的设计
基于TC787的六相可控整流电路的设计
黄建新;王辉;刘红燕;谭杰
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2008(24)17
【摘要】介绍了六相可控整流电路的特点及其具体的应用电路,详细介绍了TC787的工作原理,并给出了其应用于六相可控整流的应用电路.通过一台6KW永磁同步发电机进行实验,证明该设计方法是可行的.
【总页数】3页(P303-305)
【作者】黄建新;王辉;刘红燕;谭杰
【作者单位】410082,湖南大学电气与信息工程学院;410082,湖南大学电气与信息工程学院;410082,湖南大学电气与信息工程学院;410082,湖南大学电气与信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM502
【相关文献】
1.TC787移相触发模块应用于三相整流电路的实验设计 [J], 杨松
2.基于TC787的三相桥式全控整流电路实验装置的研制 [J], 佘艳
3.基于TC787的三相全控桥式整流电路设计 [J], 谭立新;刘觉民
4.基于单片机与TC787芯片的三相半控整流电路设计 [J], 张雷
5.基于单片机与TC787芯片的三相半控整流电路设计 [J], 张雷
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TC787AP介绍
TC787APTC787AP是采用先进IC工艺设计制作的单片集成电路，可单电源工作，亦可双电源工作，主要适用于三相可控硅移相触发电路和三相三极管脉宽调制电路，以构成多种调压调速和变流装置。
该电路作为TCA785的换代产品，与目前国内市场上流行的KC系列电路相比，具有功耗小、功能强、输入阻抗高、抗干扰性能好、移相范围宽，外接元件少等优点；而且装调简便，使用可靠。
只需要一块这样的集成电路，就可以完成三块TCA785或五块KC系列器件组合（三块KC009或KC004，一块KC041，一块KC042）才能具有的三相移相功能。
因此TC787, TC788可广泛应用于三相全控，三相半控，三相过零等电力电子，机电小型化产品的移相触发系统，从而取代TCA785、KC009、KC004、KC042、KC042等同类电路，为提高整机寿命，缩小体积，降低成本提供了一种新的更加有效的途径。
一. 特点:▪电路采用单电源工作，电源电压8V～15V。
▪三相触发脉冲调相角可在0～180°之间连续同步改变。
▪识别零点可靠，可方便地用作过零开关。
▪器件内部设计有交相锁定电路，抗干扰能力强。
▪可用于三相全控触发（6脚接VDD），也可用于三相半控触发（6脚接地）。
▪电路备有输出保护禁止端，可在过流过压时保护系统安全。
▪TC787输出为调制脉冲列，适用于触发可控硅及感性负载。
▪调制脉冲或方波的宽度可根据需要通过改变电容Cx而选择。
二. 电路原理和逻辑框图：▪电路组成：由三路相同的部分：同步过零和极性检测、锯齿波形成、锯齿波比较，经过抗干扰锁定、脉冲形成等电路形成三相触发调制脉冲或方波，由脉冲分配电路实现全控、半控的工作方式，再由驱动电路完成输出驱动。
▪电路原理：三相同步电压经过T型网络进入电路，同步电压的零点设计为1/2电源电压（电路输入端同步电压峰峰值不宜大于电源电压），通过过零检测和极性判别电路检测出零点和极性后，在Ca、Cb、Cc三个电容上积分形成锯齿波。
基于单片机与TC787数字智能化的晶闸管触发器
基于单片机与TC787数字智能化的晶闸管触发器
陈分雄;王典洪;黄学达
【期刊名称】《武汉科技大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2005(028)001
【摘要】介绍一种基于8XC196KB单片机与专用集成触发芯片TC787的晶闸管触发器,它结合专用集成触发芯片和数字触发器的优点,获得了高性能和高度对称的触发脉冲.它充分利用单片机内部资源,集相序自适应、系统参数在线调节和各种保护功能于一体,可用于对负载的恒电压或恒电流控制.
【总页数】3页(P85-86,89)
【作者】陈分雄;王典洪;黄学达
【作者单位】中国地质大学(武汉)机电学院,湖北,武汉,430070;中国地质大学(武汉)机电学院,湖北,武汉,430070;中国地质大学(武汉)机电学院,湖北,武汉,430070【正文语种】中文
【中图分类】TP212.6
【相关文献】
1.用单片机数字触发器控制的晶闸管变流电路 [J], 於胜利
2.基于单片机与TC787的智能化晶闸管控制电路 [J], 郇战;许淮
3.相序自适应全数字智能化晶闸管触发器 [J], 冯广义;张光;李宏
4.8位单片机实现的高精度晶闸管数字触发器 [J], 孙和平;李正熙;白晶
5.基于单片机的晶闸管触发器的设计与实现 [J], 党怀东;王丽;王有云
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TCA785移相控制芯片应用方法的改进文档
TCA785移相控制芯片应用方法的改进时间：2011-07-25 01:01:17 来源：作者：摘要：TCA785是德国西门子公司生产的一种性能优秀的移相控制芯片，该器件具有温度适应范围宽，对过零点的识别更加可靠，输出脉冲的整齐度更好，移相范围更宽等优点，此外，由于TCA785的输出脉冲宽度可以手动自由调节，因此，该器件可广泛应用在晶闸管控制系统中。
文章根据TCA785芯片的使用特点以及在逆变器实际运用中可能出现的一些问题，提出了一种改进的设计方法。
１引言目前大功率逆变电源的直流部分一般利用三相桥式整流方式来实现，可以采用全控或者不控方式。
全控桥式整流主要通过改变晶闸管触发相位的方法来调节直流母线电压的高低，此时需要检测三相交流电压的相位以实现同步触发，这通常必须使用专用的移相控制芯片实现。
笔者在研制一台三相工频输入、输出为１１５Ｖ的３０ｋＶＡ舰用４００Ｈｚ中频电源的可控整流部分时，采用ＴＣＡ７８５芯片成功地实现了三相整流桥的移相控制。
２ＴＣＡ７８５移相控制芯片简介ＴＣＡ７８５是德国西门子（Ｓｉｅｍｅｎｓ）公司开发的第三代晶闸管单片移相触发集成电路，与其它芯片相比，ＴＣＡ７８５具有温度适用范围宽，对过零点的识别更加可靠，输出脉冲的整齐度更好，移相范围更宽等优点。
另外，由于它输出脉冲的宽度可手动自由调节，所以适用范围更为广泛。
ＴＣＡ７８５的基本引脚波形如图１所示。
其中５脚为外接同步信号端，用于检测交流电压过零点。
１０脚为片内产生的同步锯齿波，其斜坡最大及最小值由９、１０两脚的外接电阻与电容决定。
通过与１１脚的控制电压相比较，在１５和１４脚可输出同步的脉冲信号，因此，改变１１脚的控制电压，就可以实现移相控制，脉冲的宽度则由１２脚外接电容值决定[1]，当选择双窄脉冲的驱动方式时，１２脚应接１５０ｐＦ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。
３使用ＴＣＡ７８５实现相控整流实现三相桥式相控整流的一般方法是利用三相同步变压器从电源进线端引入三路同步信号，这样，将同步信号整形后分别输到三片ＴＣＡ７８５（编号为Ａ、Ｂ、Ｃ）的５脚，就能控制６只晶闸管，然后通过引脚复用即可实现双窄脉冲方式驱动。
实验八 TC878触发的三相全控桥式整流电路的研究
5、反电动势负载实验 1）按停止按钮，断开主电路电源，在d1 、d2端 换接上直流电动机负载。 并串入电抗器L和取样电阻R。检查无误后，先接通励磁电源，控制电压旋 钮调到零位，按起动按钮，接通主电路电源，调控制电压旋钮，使Ud由零 逐渐上升到额定值，再增加负载使电动机电枢电流也达到额定值，记录此 时的α角大小及电压ud、电流id波形，同时记录U2、Ud、Id的数值于下表中。 改变α角，观察并记录α=60°、90°时电压ud、电流id波形及U2、Ud、Id的 数值于下表中，验证电流连续时ud=f(α)关系。
条件 有电抗器L 无电抗器L
ud
id
Ud /V
3）机械特性。断开S1，串入电抗器。调节控制电压旋钮及 负载，使Ud、Id均为额定值，记录Id及转速n。然后减小负载 直到空载，中间记录几点电流及转速，作出机械特性曲线。
数据
额定负载
1
2
3
空载
n/r.min-1 Id/A
六、实验说明及注意的问题
1、TC787是锯齿波与控制电压比较决定脉冲输出时刻。当 UC越大，α角越大，Ud越小。因此顺时针把控制电位器调到 头时，应为控制旋钮零位（即起始位置）。此时输出电压Ud 应为零，若不为零，可调电位器RP1、RP2、RP3使Ud=0。 2、TC787输出脉冲为脉冲列，应把横轴放大才能看清楚。
实验 10 TC787触发的三相全控桥式整流 电路 的研究
一、实验目的
1、熟悉TC787集成触发电路的原理及应用。 2、观察电阻负载、电感负载及反电动势负载下的输出电压、 电流的波形。
二、要求学生实验前做的工作
1、预习相关理论知识 2、写预习报告 (1)实验的目的 (2)实验线路图 (3)实验仪器与设备 (4)实验内容与步骤 (5)实验注意事项 (6)预习题目的回答
TCA787集成芯片在大功率可控硅整流控制系统中的应用
TCA787 集成芯片在大功率可控硅整流控制系统中的应用2009-9-29 19:46:00 来源：中国自动化网摘要：介绍了 TCA787 集成芯片在江苏索普集团（股份）公司大功率可控硅整流控制 系统中的应用情况。
关键词：整流装置；谐波；集成芯片；大功率；可控硅整流器；控制系统在以电解为主的铝加工及氯碱生产中，大功率硅整流设备中的晶闸管触发器及控 制器经过近 2O 多年的改进，逐步向集成化、数字化方向发展，越来越趋向于调试简 单、安装方便和更换的便捷。
下面是江苏索普集团（股份）公司（简称江苏索普公司） 使用的晶闸管控制触发线路的升级改进。
1 原晶闸管控制触发线路简介1988 年，江苏索普公司开始使用硅整流技术时采用的控制部分比较简单（见图 1），由于控制电路均为分立元件方式，所用的电子元件多，整个控制线路分布在 6 块板上，分担不同功能，相互间是通过插件卡簧相连，控制系统有 6 个环节，分别为： 触发器（CF）、功率放大器（NF）、相控角越限（XY）、电流调节器（LT）、±15V 稳压板、+48V 稳压板。
其工作原理如下：此套控制系统在稳流精度及触发脉冲上均 满足生产要求，稳流精度在 50％～90％范围内，在负载上±10％波动时，稳流精度为 ±1％。
触发部分形成脉冲的特点：范围≥170、脉冲前沿幅值≥8V、脉冲后沿幅值≥4V、 脉冲宽度 14。
、前沿陡度 ≤7S。
在近 1O 年的使用中，比较好地适应了江苏索普公司 生产发展的需要。
3 个主要环节形成的电路图如下。
①触发器电路：分相交流信号输入一移相一方 波形成一锯齿波形成一比较器单稳态（延时整形）一逻辑组合一复合放大。
这是脉冲 的形成所在，直接影响整个生产系统。
②电流调节稳流电路：给定信号输入一滤波一 比较叠加一 PID 调节一推挽输出一正负限幅。
③相控角越限信号电路（对操作产生影 响，有利于提高整流效率）：电压比较一逻辑组合一单稳态电路一输出继电器。
基于单片机与TC787芯片的三相半控整流电路设计
基于单片机与TC787芯片的三相半控整流电路设计整流电路广泛应用在直流电机调速，直流稳压电压等场合。
而三相半控整流桥电路结构是一种常见的整流电路，其容易控制，成本较低。
本文中介绍了一种基于 PIC690单片机与专用集成触发芯片TC787的三相半控整流电路，它结合专用集成触发芯片和数字触发器的优点 ,获得了高性能和高度对称的触发脉冲。
它充分利用单片机内部资源 ,集相序自适应、系统参数在线调节和各种保护功能于一体,可用于对负载的恒电压控制。
主电路采用了三相半控桥结构，直流侧采用LC滤波结构来提高输出的电压质量。
系统总体设计本系统通过PIC690单片机作为主控制芯片，用晶闸管作为主要开关器件。
设计的目标是保持输出的直流电压稳定，输出电压纹波小，交流输出测电流THD较低，性能可靠。
系统主要电路包括：三相桥式半控整流电路、同步信号取样电路、单片机控制电路、晶闸管触发电路。
首先，由同步信号取样电路得到同步信号并送集成触发芯片TC787，经过零检测，再进行相应的延时以实现移相。
单片机中的ADC负责采集直流母线电压，根据电压的设定值与实际值的偏差经过PI运算来调节给定输出。
PIC单片机将电压的参考值输出到TC787，由TC787实现对晶闸管的移相触发，以实现整流调压。
硬件电路的整体框图如图1所示。
图1 系统硬件整体框图主电路设计主电路采用三相桥式半控整流电路，直流测采用LC滤波电流结构，主电流原理图如图2所示。
半控桥选择SEMIKRON公司的SKDH146/120-L100模块，该模块额定电流140A，额定电压1200V。
直流侧采用LC滤波电路结构，比单独电容滤波效果好。
此外，还可以提高交流输入侧的电流THD。
直流侧主要的谐波含量为工频的6倍及6的整数倍，设计LC低通滤波时要避免含量较高的谐波引起的谐振。
在本设计中选取电感5mH，滤波电容480μF。
图2 主电路结构从电网获得的三相电压经同步电路整形后，送给集成触发芯片TC787引脚18AT、引脚2 BT和引脚1CT。
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TCA787 集成芯片在大功率可控硅整流控制系统中的
应用
2009-9-29 19:46:00 来源：中国自动化网
摘要：介绍了 TCA787 集成芯片在江苏索普集团（股份）公司大功率可控硅整流控制 系统中的应用情况。
关键词：整流装置；谐波；集成芯片；大功率；可控硅整流器；控制系统
在以电解为主的铝加工及氯碱生产中，大功率硅整流设备中的晶闸管触发器及控 制器经过近 2O 多年的改进，逐步向集成化、数字化方向发展，越来越趋向于调试简 单、安装方便和更换的便捷。
下面是江苏索普集团（股份）公司（简称江苏索普公司） 使用的晶闸管控制触发线路的升级改进。
1 原晶闸管控制触发线路简介
1988 年，江苏索普公司开始使用硅整流技术时采用的控制部分比较简单（见图 1），由于控制电路均为分立元件方式，所用的电子元件多，整个控制线路分布在 6 块板上，分担不同功能，相互间是通过插件卡簧相连，控制系统有 6 个环节，分别为： 触发器（CF）、功率放大器（NF）、相控角越限（XY）、电流调节器（LT）、±15V 稳压板、+48V 稳压板。
其工作原理如下：此套控制系统在稳流精度及触发脉冲上均 满足生产要求，稳流精度在 50％～90％范围内，在负载上±10％波动时，稳流精度为 ±1％。
触发部分形成脉冲的特点：范围≥170、脉冲前沿幅值≥8V、脉冲后沿幅值≥4V、 脉冲宽度 14。
、前沿陡度 ≤7S。
在近 1O 年的使用中，比较好地适应了江苏索普公司 生产发展的需要。
3 个主要环节形成的电路图如下。
①触发器电路：分相交流信号输入一移相一方 波形成一锯齿波形成一比较器单稳态（延时整形）一逻辑组合一复合放大。
这是脉冲 的形成所在，直接影响整个生产系统。
②电流调节稳流电路：给定信号输入一滤波一 比较叠加一 PID 调节一推挽输出一正负限幅。
③相控角越限信号电路（对操作产生影 响，有利于提高整流效率）：电压比较一逻辑组合一单稳态电路一输出继电器。
各环 节的输入／出信号均为模拟量，各个环节独立成单个印刷板，可完成不同的功能；各 环节模拟量的产生受所用元器件数量多的影响，而且焊点质量差导致的故障也会影响 整个系统的脉冲输出和电流的稳定。
各环节的相互连接是通过控制板脚与卡簧来实现，而随着使用时间的延长，卡簧 表面会被氧化，簧也会松动，形成接触上的问题，使各环节之间信号连接出错，从而
影响脉冲的形成。
从该套控制系统运行 10 年的情况来看，出现元器件故障与由于卡 簧故障而产生接触出错的概率相当，而卡簧接触问题在维修中不受关注。
这种控制的 独立性较强，任一单元出错可独立更换，而不会影响其他部分。
在运行中，从信号检 测点引出关键点信号，便于检测判断。
2 晶闸管控制触发线路的改造过程
1998 年，江苏索普公司整流系统改造时，生产厂家对此作了改进，减少了控制 环节，每台机组只有两块控制板，一块集中了电源、触发、PID 调节、过流保护，另 一块主要是信号，有载开关的升、降档控制，省略了相控角越限，而增加了对有载开 关的自动控制和主电源缺相的监测，控制的自动化程度提高。
特别是触发部分，由于 采用了单芯片 6 脉冲集成电路块 TCA787，大大简化了触发电路。
整个触发部分只有 “信号输入一移相一 TCA787 一场效应管输出”4 个环节，电路结构简单，由于场效应 管的使用，省略了脉冲功放回路，简化了控制环节，而其他环节则变动不大。
该系统 控制也基本满足生产的需要：稳流精度 ≤±0．5％。
触发器形成脉冲的特点：范围 0～ 170。
，脉冲幅值 1OV，宽度 12。
，脉冲前沿陡度≤1s。
TCA787 芯片管脚示意图见图 2。
该控制系统的特点在于其集成化程度高、组件少、线路相对简单。
①在电流调节 方面，设置了两组：一组通过内外给定的切换来控制电位的改变；另一组通过一路给 定与反馈的比较来实现控制电位的改变；②由于各环节基本集中在一块板上，通过卡 件连接的少，此控制板上舍弃了原系统的卡簧连接方式，而改为端子接线方式，这就 大大减少了接触方面的故障；③在给定电位的输入上，采用了电子开头电路（见图 3）。
两种线路比较看，原系统简单，新系统较复杂，且控制受集成块电源的影响，不很可 靠，电流在实现切换过程中无扰动性能方面不如原系统。
④厂家在系统电源部分的设 计也有所创新，但电路的设计不够精确，元件的选择有偏差，在实际运行中，会因电 源部分的个别元件损坏而影响电源的正常工作，特别是当外线电压出现波动时，影响 电源部分的输出，甚至损坏电源。
内外给定电位受 IC4 的影响，三端运放控制、三 端允许端电位的变化决定内外给定的作用。
而原系统则采用了二极管控制（见图 4）。
由于厂家选用 4 个 470F、50V 的电解电容，而该电容对电路电压波动的抑制有 偏差，耐压性能欠缺。
当网路出现一定的波动（1000V 或瞬时波动）就会使电容损坏， 从而影响±15V 电源的输出，特别会影响一 15v 电源的输出（建议一 15V 电源在整个 电路中只供给“’电路，以免造成其他的影响）。
解决方法有两方面：①在运行中，用 其他 l5V 而该电容对电路电压波动的抑制有偏差，耐压性能电源单独供电，可保证电 流的稳定控制；②在停车欠缺。
当网路出现一定的波动（1000V 或瞬时波时，用耐压 高的电容替代，增加电源的抗干扰能力。
动）就会使电容损坏，从而影响±15V 电源 的输出，近 4 年的使用证明，该套控制线路在实际应用特别会影响一 15v 电源的输出 （建议一 15V 电源中比较实用，出错率较少、便于监控，在大功率整流在整个电路 中只供给“’电路，以免造成其他的影系统中可以大规模推广。
。