TCA785移相控制芯片应用方法的改进

４．１ 电源进线电压的相序问题及解决方法

实验发现，如果直接利用同步变压器的输出作为同步信号，只能在一种输入相序（正序或者逆序）下工作，一旦输入相序接法改变，整流就不能正常进行。当输入相序为正序时，根据前述接线方法，可以使相控整流正常工作，但是当输入相序变为逆序Ａ、Ｃ、Ｂ时，ＴＣＡ７８５（Ａ）的同步信号变为ＡＢ，ＴＣＡ７８５（Ｂ）的同步信号将变为ＣＡ，ＴＣＡ７８５（Ｃ）的同步信号变为ＢＣ，而芯片的输出与晶闸管的对应关系不变，于是，此时上、下桥臂晶闸管的驱动顺序将分别变为：５→５→３→３→１→１→５和６→４→４→２→２→６→６，而正确的驱动顺序应当为：１→１→５→５→３→３→１和２→６→６→４→４→２→２。可见，实际的驱动顺序比正确的驱动顺序超前１２０°，此时运行就会出现故障。在实验中发现，当输入接成逆序时会出现一相进线没有电流的情况，且装置启动时直流平波电抗器有振动，这在电源输出功率过大时会损坏晶闸管。

实际上，由于三相全控桥式整流各管可以互换，因此通过改进同步信号获取电路即可做到整流与输入相序无关，从而防止了相序接错损坏晶闸管的问题，同时还可提高调试效率。通过分析发现，当输入为逆序时，接到ＴＣＡ７８５（Ａ）上的同步信号应该是ＢＣ，而接到ＴＣＡ７８５（Ｂ）上的同步信号应该是ＡＢ，ＴＣＡ７８５（Ｃ）上的同步信号应该是ＣＡ，这正好比实际超前了１２０°，因此，如果将同步变压器副方与ＴＣＡ７８５连接改为图４所示电路，并通过６个常开节点的直流继电器将同步变压器与３个ＴＣＡ７８５的同步输入端相连接，３个标为Ｊ１的继电器为一组，３个标为Ｊ２的继电器为一组，每组继电器同时打开或者同时闭合。那么，实现任何输入相序下整流控制电路触发脉冲的正确顺序就只需要使Ｊ１与Ｊ２组中相位滞后１２０°的那一组导通来提供同步信号即可。

利用单稳态触发器７４１２１和Ｄ触发器可以构成相位鉴别与驱动电路[４]，其电路连接方法如图５所示，图中，接到ＴＣＡ７８５（Ａ）上的两个继电器Ｊ１和Ｊ２的输入端在经过削波、整形后可得到同步信号Ｖ１ 和Ｖ２，这可以通过运算放大器实现。该检测电路各电压波形如图６所示。可以看出，如果用Ｄ触发器的Ｑ端驱动Ｊ１组继电器，而用Ｑ非端驱动Ｊ２组继电器，就可以使ＴＣＡ７８５得到正确的同步信号。应当注意的是：设计时要适当选择７４１２１芯片的Ｒｅｘｔ和Ｃｅｘｔ外接电阻电容的参数，以使７４１２１Ｑ１非引脚低电平状态持续时间小于Ｄ触发器的Ｄ输入引脚的持续时间，同时应小于同步信号周期的１／６。

由此可见，通过使用继电器选择正确的同步信号，可以实现整流相序的无关性。

４．２ ＴＣＡ７８５的过零点振动问题及解决方法

三相全控桥式整流进线电流是一种不连续的兔耳状尖峰电流。当电源阻性负载较重（阻性电流大于１５０Ａ）时，由于需要大量的有功功率，因此该尖峰电流峰值较大（如本装置尖峰电流峰值达到１２０Ａ）。尖峰电流在电源进线电阻上会产生一定的压降。该电流产生的压降与输入正弦波叠加后送到同步变压器输入端，可作为同步信号提供给ＴＣＡ７８５芯片。实验发现，该叠加电压在过零点附近存在抖动现象。由于ＴＣＡ７８５对过零点检测极为灵敏，从而导致芯片第１０脚锯齿波斜边也发生抖动，这样，由输出反馈到１１脚的控制电压即使没有改变，ＴＣＡ７８５输出的驱动脉冲也会存在移相，引起的结果是进线电流峰值变化很大，进而在直流平波电抗器上引起强烈的振动，甚至对电网造成冲击。解决的办法是在进线处加上３个电感滤波，以平滑进线电流，滤除谐波。本装置取７５μＨ左右的电感，而