比例控制双向晶闸管触发电路设计

零电压开关控制器集成电路可用于控制电阻加热器负载. 当市电过零时，这种类型的控制器会产生输出脉冲，以触发与加热器串联的三端双向可控硅开关元件，从而最大程度地减少射频干扰和市电电压瞬变. 温度或功率零电压开关控制器的型号和型号很多. 本文仅以飞利浦生产的TDA1023为例来说明此类IC的工作原理和应用.

首先，TDA1023的基本结构，引脚功能和特性

TDA1023封装在16引脚DIL中. 引脚排列如图1所示.

TDA1023芯片电路主要由电源电路双向可控硅控制电路，输入缓冲器，定时电路，故障保护电路，过零检测器和输出脉冲放大器组成双向可控硅控制电路，如图2所示.

TDA1023的引脚功能在下表中列出.

1. 电源电压Vcc直接从市电线路获得，典型值为13.7V，平均电源电流（IRX）为10mA，为外部温度感测桥提供8V的稳定电压（Vz​​）；

2. 触发脉冲宽度tw（典型值为200μs），触发脉冲重复时间Tb（CT =68μF处的典型值为41s）和比例间隔宽度可以调节，输出电流不大于150mA（平均电流不大于30mA） ;

3. 迟滞电压和相应的迟滞温度可以调节.

第二个工作原理

1. 电源和操作

TDA1023的电源电路和外部组件的连接如图3所示. 220V主电源通过二极管D1和电阻RD在IC引脚16和13之间添加，其中IC引脚13（VEE）连接到中性线. 在市电的正一半，流经RD的电流为外部平滑电容器CS充电，直到IC引脚16从内部齐纳二极管获得稳定的电压为止. RD的选择应能够为IC的正常工作提供电流. 在市电工作的负一半时，存储在电容器Cs中的电荷放电以为电路提供工作电流. Cs容量的选择必须能够维持最小Vcc（12V）的电压值.

2. 温度控制

通过更改触发脉冲序列的持续时间来改变负载的平均功率，并且触发脉冲序列的持续时间取决于控制输入C1（引脚6）和参考输入UR（引脚7）之间的电势或BR（引脚7）的差异. 通过IC转换电路可以实现5℃〜30℃的最佳室温控制. 当IC的QR（⑧）引脚连接到URC（⑦引脚）时，BR（⑨）引脚用作参考输入，以确保准确的线性室温设置. 如果不需要转换电路，则将UR（引脚⑦）用作参考输入，并且将BR（引脚⑨）连接到Vz（引脚{11}）. 对于比例功率控制，必须将UR（{7}引脚）连接到TB（引脚{12}），并且将BR（{9}引脚）连接到Vz（{11}引脚）.

3. 比例范围控制

如果比例范围控制输入PR（{5}脚）打开，则C1（{6}脚）上的80mV信号改变，这可以将占空比从0％更改为100％，并改变相应的温度差是1K. 如果{5}引脚接地，则比例范围将增加到400mV（即5K）. 如果在{5}引脚和地之间连接了电阻，则当电阻为3.3kΩ时，比例范围为160mV；如果电阻为3.3kΩ，则比例范围为160mV. 如果电阻为430Ω，则比例范围为320mV.

4. 磁滞控制

当磁滞控制输入HYS（{4}脚）断开时，该设备将具有20mV磁滞，并且相应的温度控制为0.25K. 如果{4}引脚接地，则磁滞将增加到320mV（相应的温度增加到4K）. 如果在{4}引脚和地之间连接了一个1.8kΩ至9.1kΩ的电阻，则磁滞会从100mV变为40mV.

5. 触发脉冲宽度调整

可以通过{10}引脚的外部同步电阻Rs调节TDA1023的输出触发脉冲宽度tw. 当电源电压（Vs）恒定时，tw随着Rs的增加而增加，这与{10}引脚上的输入电流成反比. 图4显示了tw随着Rs和Vs变化的关系曲线.

6. 输出电流调节

TDA1023的输出级是一个发射极开路输出，产生一个正触发脉冲. 输出级具有最大电流限制和短路保护. 当输出脉冲稳定在10V时，最大输出电流为150mA. 为了降低总电源电流和功耗，必须在IC的{3}引脚和晶闸管的栅极之间连接一个电阻RG，以限制输出电流. 在220V，50Hz电源电压下，IC {3}引脚（Q）上的平均输出电流I3（AV）与RG和RS之间的关系如图5所示.

三，应用电路实例

图6显示了一个1.2kW至2kW的加热器控制电路. Vs为220V（50Hz），温度范围为5℃〜30℃. 连接在TDA1023 {6}和{13}引脚之间的NTC热敏电阻RT1在25°C时的电阻值为22kΩ，用于温度感测. 双向晶闸管采用BT139，温度25℃，Vft1.5V，Ift> 70mA.

TDA1023的应用电路相对简单，成本非常低，设计简单.

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