光隔离相位控制电路解决方案(08-100)

　　光隔离器简化了交流电源线、变压器、多相功率系统的逻辑隔离，消除了交流噪声对敏感的数字逻辑电路的干扰，是一种常用的电路技术。本文介绍一个功率三端可控器件的相位控制电路。随机相位可控硅驱动器采用Fairchild MOS3023。该器件的LED触发电流IFT 5mA，闭态输出端电压VDRM 400V。可控硅在Tc=80℃下通态电流(RMS)为15A。负载是三分之一匹马力单相感应电机，用来驱动最大转速为1750rpm的风扇。设计目标是对可控硅进行相位控制来调整临时性机的转速，应用于风扇、搅拌机、地板抛光机和其它电动工具，当然也可用来调节灯光的亮暗。

　　该电路(图1)由过零检测电路、逻辑隔离电路、变脉宽振荡器、隔离的可控硅触发电路、缓冲网络组成。全波过零检测器连接至一个光隔离的变脉宽振荡器，振荡器控制光隔离可控硅的导通时间，从而对负载进行相位的控制。详细的电路描述如下：

　　图1 功率可控硅光隔离相位控制电路

　　全波交流至逻辑电路耦合器。市供交流电压径IN4001二极管桥管整流后，连接至HIILI逻辑输出光耦合器的镓砷LED。LED的正向电流设定在10-50mA之间，产生的红外辐射将高速schmitt输出级触发到通导状态。这个过程每隔交流电压半周期重复一次，接近于过零状态。

　　限流电路。R1是稳压二极管与光耦合器输入LED两者的限流电阻。R2为稳压二极管提供一个小的偏流，确保它工作在拐点以上的线性区，也为LED提供一条泄漏电流的路径。

　　R1=(VIN-VF)/IF

　　上式中，VF为二极管正向电压，IF为正向电流。

　　变脉宽振荡器的老隔离触发。HIILI输出产生一个720?S脉宽的直流信号，Q1NPN晶体管则产生一个倒相信号，以符合LM555定时电路触发输入的要求。

　　变脉宽振荡器。在输入触发信号的每个下降沿，LM555单片定时电路产生一个正向脉冲，脉冲占空比由C1、R5和R1控制，脉冲持续时间为:

　　t=1.1×(VR1+R5)×C1

　　电容C1上电压与输入触发信号的波形示于图2。