在大功率可控硅整流控制系統(tǒng)中集成芯片的應(yīng)用-設(shè)計應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯在大功率可控硅整流控制系統(tǒng)中集成芯片的應(yīng)用-設(shè)計應(yīng)用在鋁加工及氯堿生產(chǎn)中都是以電解為主的，大功率硅整流設(shè)備中的晶閘管觸發(fā)器及控制器經(jīng)過近2O多年的改進，逐步向集成化、數(shù)字化方向發(fā)展，越來越趨向于調(diào)試簡單、安裝方便和更換的便捷。下面是江蘇索普集團（股份）公司（簡稱江蘇索普公司）使用的晶閘管控制觸發(fā)線路的升級改進。

1原晶閘管控制觸發(fā)線路簡介

1988年，江蘇索普公司開始使用硅整流技術(shù)時采用的控制部分比較簡單（見圖1），由于控制電路均為分立元件方式，所用的電子元件多，整個控制線路分布在6塊板上，分擔不同功能，相互間是通過插件卡簧相連，控制系統(tǒng)有6個環(huán)節(jié)，分別為：觸發(fā)器（CF）、功率放大器（NF）、相控角越限（XY）、電流調(diào)節(jié)器（LT）、±15V穩(wěn)壓板、+48V穩(wěn)壓板。其工作原理如下：此套控制系統(tǒng)在穩(wěn)流精度及觸發(fā)脈沖上均滿足生產(chǎn)要求，穩(wěn)流精度在50％～90％范圍內(nèi)，在負載上±10％波動時，穩(wěn)流精度為±1％。觸發(fā)部分形成脈沖的特點：范圍≥170、脈沖前沿幅值≥8V、脈沖后沿幅值≥4V、脈沖寬度14。、前沿陡度≤7S。在近1O年的使用中，比較好地適應(yīng)了江蘇索普公司生產(chǎn)發(fā)展的需要。

3個主要環(huán)節(jié)形成的電路圖如下。①觸發(fā)器電路：分相交流信號輸入一移相一方波形成一鋸齒波形成一比較器單穩(wěn)態(tài)（延時整形）一邏輯組合一復(fù)合放大。這是脈沖的形成所在，直接影響整個生產(chǎn)系統(tǒng)。②電流調(diào)節(jié)穩(wěn)流電路：給定信號輸入一濾波一比較疊加一PID調(diào)節(jié)一推挽輸出一正負限幅。③相控角越限信號電路（對操作產(chǎn)生影響，有利于提高整流效率）：電壓比較一邏輯組合一單穩(wěn)態(tài)電路一輸出繼電器。各環(huán)節(jié)的輸入／出信號均為模擬量，各個環(huán)節(jié)獨立成單個印刷板，可完成不同的功能；各環(huán)節(jié)模擬量的產(chǎn)生受所用元器件數(shù)量多的影響，而且焊點質(zhì)量差導(dǎo)致的故障也會影響整個系統(tǒng)的脈沖輸出和電流的穩(wěn)定。

2晶閘管控制觸發(fā)線路的改造過程

1998年，江蘇索普公司整流系統(tǒng)改造時，生產(chǎn)廠家對此作了改進，減少了控制環(huán)節(jié)，每臺機組只有兩塊控制板，一塊集中了電源、觸發(fā)、PID調(diào)節(jié)、過流保護，另一塊主要是信號，有載開關(guān)的升、降檔控制，省略了相控角越限，而增加了對有載開關(guān)的自動控制和主電源缺相的監(jiān)測，控制的自動化程度提高。特別是觸發(fā)部分，由于采用了單芯片6脈沖集成電路塊TCA787，大大簡化了觸發(fā)電路。整個觸發(fā)部分只有“信號輸入一移相一TCA787一場效應(yīng)管輸出”4個環(huán)節(jié)，電路結(jié)構(gòu)簡單，由于場效應(yīng)管的使用，省略了脈沖功放回路，簡化了控制環(huán)節(jié)，而其他環(huán)節(jié)則變動不大。該系統(tǒng)控制也基本滿足生產(chǎn)的需要：穩(wěn)流精度≤±0.5％。觸發(fā)器形成脈沖的特點：范圍0～170。，脈沖幅值1OV，寬度12。，脈沖前沿陡度≤1s。TCA787芯片管腳示意圖見圖2。

該控制系統(tǒng)的特點在于其集成化程度高、組件少、線路相對簡單。①在電流調(diào)節(jié)方面，設(shè)置了兩組：一組通過內(nèi)外給定的切換來控制電位的改變；另一組通過一路給定與反饋的比較來實現(xiàn)控制電位的改變；②由于各環(huán)節(jié)基本集中在一塊板上，通過卡件連接的少，此控制板上舍棄了原系統(tǒng)的卡簧連接方式，而改為端子接線方式，這就大大減少了接觸方面的故障；③在給定電位的輸入上，采用了電子開頭電路（見圖3）。兩種線路比較看，原系統(tǒng)簡單，新系統(tǒng)較復(fù)雜，且控制受集成塊電源的影響，不很可靠，電流在實現(xiàn)切換過程中無擾動性能方面不如原系統(tǒng)。④廠家在系統(tǒng)電源部分的設(shè)計也有所創(chuàng)新，但電路的設(shè)計不夠，元件的選擇有偏差，在實際運行中，會因電源部分的個別元件損壞而影響電源的正常工作，特別是當外線電壓出現(xiàn)波動時，影響電源部分的輸出，甚至損壞電源。內(nèi)外給定電位受IC4的影響，三端運放控制、三端允許端電位的變化決定內(nèi)外給定的作用。而原系統(tǒng)則采用了二極管控制（見圖4）。

由于廠家選用4個470F、50V的電解電容，而該電容對電路電壓波動的抑制有偏差，耐壓性能欠缺。當網(wǎng)路出現(xiàn)一定的波動（1000V或瞬時波動）就會使電容損壞，從而影響±15V電源的輸出，特別會影響一15v電源的輸出（建議一15V電源在整個電路中只供給“’電路，以免造成其他的影響）。解決方法有兩方面：①在運行中，用其他l5V而該電容對電路電壓波動的抑制有偏差，耐壓性能電源單獨供電，可保證電流的穩(wěn)定控制；②在停車欠缺。當網(wǎng)路出現(xiàn)一定的波動（1000V或瞬時波時，用耐壓高的電容替代，增加電源的抗干擾能力。動）就會使電容損壞，從而影響±15V電源的輸出，近4年的使用證明，該套控制線路在實際應(yīng)用特別會影響一15v電源的輸出（建議一15V電源中比較實用，出錯率較少、便于監(jiān)控，在大功率整流在整個電路中只供給電路，以免造成其他的影系統(tǒng)中可以大規(guī)模推廣。

集成電路芯片

一塊集成電路芯片，包括一硅基板、至少一電路、一固定封環(huán)、一接地環(huán)及至少一防護環(huán)。

電路形成于硅基板上，電路具有至少一輸出／輸入墊。固定封環(huán)形成于硅基板上，并圍繞電路及輸出／輸入墊。接地環(huán)形成于硅基板及輸出／輸入墊之間，并與固定封環(huán)電連接。防護環(huán)設(shè)置于硅基板之上，并圍繞輸出／輸入墊，用以與固定封環(huán)電連接。

芯片命名方式太多了，一般都是字母+數(shù)字+字母

前面的字母是芯片廠商或是某個芯片系列的縮寫。象MC開始的多半是摩托羅拉的，MAX開始的多半是美信的。

中間的數(shù)字是功能型號。象MC7805和LM7805，從7805上可以看出它們的功能都是輸出5V，只是廠家不一樣。

奔騰系列后面的字母多半是封裝信息，要看廠商提供的資料才能知道具體字母代表什么封裝。