移相触发芯片TCA785在磁粉探伤机周向电流控制中的应用-工业控制
摘要：针对现有荧光磁粉探伤机退磁不够稳定的问题，给出了移相触发器TCA785的工作原理及其在车轮轮对荧光磁粉探伤机周向电流电路控制系统中的应用方法。结果表明，基于移相触发器TCA785的磁粉探伤机周向电流控制具有电路结构简单、退磁稳定、稳定性高，对提高荧光磁粉探伤的缺陷检出率，减少列车事故，都具有较高的经济效益和社会效益。
关键词：磁粉探伤机；移相触发；TCA785；可控硅移相
0 引言
磁粉探伤机由于其结构相对简单、检测速度快、成本低、对环境污染较小等特点，已广泛应用于航空、机械、汽车、内燃机、铁道、船泊等部门。由于某些车轮轮对荧光磁粉探伤机的退磁不稳定，故需要对周向电流电路控制系统中的可控硅调压方案进行改进。目前，在生产中使用的磁粉探伤设备中，周向电流多采用2只可控硅反向并联组成调压电路。而本文则给出了采用TCA785移相触发器对可控硅实现调压的方法。
1 可控硅调压原理和触发方式
可控硅具有体积小、重量轻、耐压高、价格低廉、控制灵敏和使用寿命长等优点，它使半导体器件的应用从弱电领域进入强电领域，而且广泛应用于整流、逆变和调压等大功率电子电路中。可控硅是一种有源开关器件，平时它保持在非导通状态，直到一个较小的控制信号对其触发(或称“点火”)使其导通，而且一旦导通后，即使撤离触发信号，它也保持导通，而要使其关断，可在其阳极与阴极间加上反向电压或将流过可控硅二极管的电流减少到某一个阀值以下。磁粉探伤机的磁化电路绝大多采用可控硅调压方式来控制周向磁化电流。
1．1 可控硅调压原理
可控硅导通和关断的条件是：当阳极电位高于阴极电位且控制极有足够的正向电压和电流时，即可实现从关断到导通；而阳极电位高于阴极电位且阳极电流大于维持电流时，可维持可控硅的导通：阳极电位低于阴极电位或阳极电流小于维持电流时，可控硅便从导通状态变为关断。
产生触发脉冲是可控硅导通的必要条件之一，其质量将直接对可控硅的工作情况和性能造成影响。因此，产生触发信号的触发电路的可靠性直接关系到可控硅调压装置的质量。
1．2 可控硅的触发方式
用可控硅实现交流调压通常有两种触发方式，即过零触发方式和移相触发方式。
过零触发是在电源电压零点附近触发晶闸管导通，并通过改变设定周期内晶闸管导通的周波数来实现交流调压。可控硅定周期过零触发工作波形如图l所示。图1中，Tc为控制信号的周期，t1和t2分别为可控硅的通、断时间，且Tc=t1+t2。该电路是通过改变可控硅的通断时间，即改变通断的周波数来实现电压调节。通常控制电路先把负载与输入电压U在周期Tc时间接通t1秒(通n个周波)，然后再断开t2秒(断m个周波)，即通过改变通断时间来调节负载的输出电压。
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移相触发是通过改变导通角来实现调压。图2所示就是触发脉冲的移相触发角分别为45°、90°和135°时的导通情况，由图2可知，负载两端的电压是随移相触发角的变化而变化的。
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移相触发在可控硅的每个正或负周期中都有保持通断的部分，即输出连续可调，故能适应各种负载，但在控制过程中，会对电网产生电磁干扰。根据负载性质、使用条件和周围环境，本设计选择移相触发作为可控硅的触发控制方式。
2 可控硅移相触发器电路的设计
随着集成电路制作技术的提高，集成触发器克服了分立元件触发器的缺点，因而得到广泛的应用。本文采用集成触发电路TCA785来改造现有设备，以提高设备性能。
2．1 TCA785移相触发器简介
TCA785移相触发器属单片移相触发器，为双列直插式16脚大规模集成电路，与其它芯片相比，TCA785具有输出脉冲整齐度好、移相范围
宽、输出脉冲宽且可人为调节等优点，所以适用范围更为广泛。
2．2 TCA785的工作原理
TCA785的原理如图3所示，其中脚11接移相控制电平V11，脚6接调制信号，脚5接同步信号，脚12通过电容接地，脚9和10分别接锯齿波斜率电阻和电容，脚15和14为脉冲输出端Q1和Q2。
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