JP-SSY01数字移相式集成电路的原理及应用

    摘要：介绍了临淄银河公司的新型全数字移相触发集成电路JP-SSY01的功能特点、内部结构、工作原理及典型应用。最后给出了它在单相、三相交流调压和其它应用方面的多种应用电路。

    关键词：移相触发 过零触发 A/D变换 固态继电器 JP-SSY01

作为电力电子核心技术之一的控制技术，近年来得到了飞速发展，各种控制集成电路相继出现。目前的晶闸管移相触发电路主要有两类：第一类为模拟产品，如较早的KC系列和近期的T787系列等。模拟电路在使用上比较复杂，可靠性低、难调试、易受干扰；第二类为供助计算机技术完成的移相触发电路，这类产品用单片机和通用电路设计而成，因此功能完善，可靠性高，但电路体积庞大、技术要求高、难推广，不易实现产品的小型化。

银河公司独立开的JP-SSY01数字移相式集成电路克服了对上两类电路缺点，同时融合了它们的优点，因而是高性能的移相互补脉冲产生电路。它内部含有三路相同的信号处理通道和完善实用的功能，当属第三类产品。

普通模拟式移相电路通常用控制信号同锯齿波进行比较或者控制信号与同步电压叠加的方法进行移相，此方式易受元件参数分散性、同步电压信号波形畸变、温度变化等因素的影响，因而精度较低，当同步电压不对称度为±1°时，移相脉冲的对称度将达4%～6%。从而造成输出的不稳定。且装置功率越大，这种状况就越明显。

JP-SSY01移相电路由于采用了全数字化处理方法，因而克服了模拟电路的上述缺点，并使得移相精度和对称度大大提高，同时使控制电路及外围器件大大减少，从而提高了系统的稳定性和可靠性，降低了产品的复杂性和离散性。

1 JP-SSY01的基本功能

JP-SSY01的主要功能特点如下：

●可通过0～10V的电平信号业平滑改变两个相位差为180°且与输入同步的脉冲的相位，其相移范围为178°；

●有两种宽度的输出脉冲（宽脉冲和双窄脉冲）；

●外部预留有三个TTL电平保护输入端，可方便地扩充保护功能，且有相应的LED指示；

●具有缺相保护功能；

●带有过零触发功能。

JP-SSY01电路采用SOP-28脚封装，单5V电源供电，各种逻辑电平均符合TTL电路要求，同计算机、仪表接口简单，只用简单的外围元件即可方便地完成各种单相、三相晶闸管功能电路的控制，并且效率高，可靠性强。

2 JP-SSY01主要管脚功能和原理

2.1 内部结构和引脚功能

JP-SSY01的内部原理框图如图1所示。现将其主要的引脚功能说明如下：

WS：脉冲宽度选择端，可通过高、低电平的选择来确定调制输出脉冲宽度是单宽脉冲还是双窄脉冲，这两种宽度脉冲的功能基本相同，但双窄脉冲可降低电路功耗。其中单宽脉冲宽度为87°，双窄脉冲宽度为27°，两脉冲前沿间隔为60°；

ON：0°相位锁定引脚；

OFF：180°相位锁定引脚，该脚无脉冲输出；

Vcom：0～10V电平控制信号输入端；

RES：复位端。JP-SSY01在上电时无需复位，如出现故障，可通过此端手动复位，高电平有效；

AC1-AC3：三路同步信号输入端；

PRT1～PRT3：三路保护电平输入端，与TTL电平兼容；

OUT+、OUT-：100kHz～150kHz移相调制互补脉冲输出端，该端具25mA的驱动能力，可直接驱动小功率晶闸管；

J1、J2：外接晶体振荡器。

2.2 工作原理

50～60Hz的同步信号A经过整形电路后变成边沿陡峭的基准信号B作为移相基准点，0～10V控制电平信号经过9位A/D变换器后转换为对应于移相信号大小的数字值信号C，B，C两信号经移相处理电路后形成移相脉冲前沿位置信号D，然后脉宽形成电路将根据WS电平的高低及位置信号D来产生未调制脉冲E，最后由E信号经调制电路调制和功率推动后输出调制脉冲。

3 JP-SSY01在晶闸管模块中的应用

JP-SSY01的应用电路非常简单，利用它可方便地完成对晶闸管电路的控制，并完成缺相、过流、过热等故障保护功能。下面列举几例JP-SSY01的应用电路。

图2所示是JP-SSY01的典型应用连接电路。另外，利用JP-SSY01还可对晶闸管进行调压。图3是一种三相交流调压电路的连接图。当然，如果需要进行单相交流调压，那么，只需将SSY01手工艺AC1～AC3中的任意两端相连接即可。在图3的基础上把ON端接至高电平即可组成过零触发固态继电器。图4是单相固态继电器的连接电路。

图5是一种过流保护电路，把电流传感器的信号经比较器处理即可方便地实现过流保护。如果简单地把电流传感器换成温度传感器就可方便地实现过热保护。

4 结束语

JP-SSY01数字式移相电路是一种性能优异、功能完善、使用方便、扩充性强的新一代移相电路。与大功率电力电子器件组合可组成大功率一体化功能模块，是自动化、电源、工业控制、电机调整等众多行业更新换代的最佳产品。

JP-SSY01集成电路的应用非常简单，用JP-SSY01和几支电阻电容及一驱动电路即可非常简单地完成晶闸管的控制。该电路非常稳定、可靠，并具有强大的可扩充性，使用该集成电路可比第一、二类移相电路减少60～80%的元器件数量，而稳定性却提高了数倍，从而为电力电子产品的小型化、高功率密度和高可靠性提供了非常有力的支持。

JP-SSY01数字移相集成电路现已作为银河公司第二代集成控制电路应用于各种晶闸管智能模块中，从而进一步提高了智能模块的可靠性，增强了智能模块的功能，减化了功能电路的设计。通过JP-SSY01，银河公司现已成功开发了电机调速模块、恒流恒压电流模块、电机控制模块等功能更多、结构更复杂的一体化功能模块。