TDA1185A单相交流换向器电动机控制器

TDA1185A向被控的双向晶闸管提供触发脉冲，可用来控制单相交流换向器电动机。它不必使用测速发电机，内部正反馈功能使电机转速保持恒值。典型应用是手持电动工具、吸尘器、搅拌器、调光器和其他小型器具的控制。

本芯片内产生与电网每半周同步的斜坡电压信号，它与代表期望导通角的一个外部设定电压进行比较，从而确定了导通角。产生的触发脉冲是负的(吸入电流),因此晶闸管是在其最有效的二象限和三象限被驱动的。

当TDA1185A用来控制交流电机时，负载转矩增加会引起转速下降，此时通过串联于主回路中的采样电阻检测负载电流，增加导通角使转速回升。所增加的触发角与负载电流成正比。在这个没有使用测速发电机的低成本系统中，电动机转速变化约5%。如果电路精确设计和整定，从空载到满载情况下，转速变化降低到2%左右。

图7-6给出原理框图和应用接线图。表7-4给出引脚功能说明。

表7-4TDA1185A引脚功能说明

工作原理说明如下。

1.直流电源取14脚接交流电网一端，作为芯片的地。负电源(-Vcc)在1脚处，是从电网另一端经18kΩ(2W)电阻、一个整流二极管和100μF滤波电容得到。1脚内接有稳压二极管维持一Vcc为-8.6V(典型值)。

2.触发脉冲发生器和锯齿波发生器触发脉冲发生器内有短路保护电路保护2脚输出电路，可-1.6VI

提供最小为60mA吸入电流。脉冲宽度和R₁₀C.成比例。如果双向-Vcc晶闸管故障或电机电刷跳动而断开，会每420μs重复发出脉冲。

从触发脉冲时序图(见图7-图7-7触发脉冲产生时序图7)可见，由7脚(电压同步端)的作用，锯齿波上跳沿与主电压过零点同步，上跳到-1.6V,然后从C₄以恒流放电形成斜坡电压形状。此斜坡电压(4脚)与8脚设定电压比较，在它们的相交时刻产生触发脉冲。当没有连接9脚(无电流正反馈)和13脚(软起动电容)时，由12脚设定晶闸管的开关导通角。此时8脚电压

由12脚产生。

在电感性负载情况下，主电流滞后于主电压。在接近全导通情况下，主电压过零点时刻，锯齿波出现上跳沿。出现其下降的斜坡电压与设定电压交点时，如果主电流尚未结束，则不产生触发脉冲。由6脚电流同步信号作用，当电流到零时，锯齿波又出现一个上跳沿，产生触发脉冲，见图7-8。

3.软起动为了避免过大起动电流，可采用软起动方式。13脚外接电容C₁3,以恒定电流I₃充电产生斜坡电压。斜坡电压是从复位时的—Vcc线性上升到12脚设定电压。从而晶闸管的导通角从零开始成正比例地增加到与12脚设定电压相对应的值。这样施加到电动机的交流电压是从零开始逐步增加的，实现了软起动。

对于负载为交流电机时，在电压斜坡达到一定值时才能克服静摩擦力转动，在此之前出现了设定值“死区'时间。如果13脚用一电阻R₁₃与电容串接。在复位时刻，13脚电压先跳到I₁₃R₁₃电压，然后斜坡上升，消除了“死区”时间，参见软起动图(见图7-9)和无死区软起动图(见图7-10)。

I₁₃大小由I₁0决定，I₁₃=0.2I₁。10脚电流I₁则由外接电阻R₁0依下式决定：

4.电流正反馈按单相换向器电动机特性，在一定外施电压下(即一定导通角下),负载电流增加会使转速下降。为了维持转速，必须增大导通角。为此，由9脚输入电流检测信号给芯片作正反馈信号。9脚信号V,经内部放大和全波整流后加到8脚上。此时8脚的电压V₈表示为Va=V₁2+f(|V₉|,R₁₀)+偏置电压

这里V₂是代表给定导通角的电压。而第二项是电流正反馈电压，从而形成了新的更大导通角，见正反馈效应图7-11。图中，V₈最初数值是V₁2,随着电流增大而增大，图中还表示在空载电流I。时有较小的导通角，而电流增大到负载电流IM时，导通角增大了。图中VPinn₂对应于文中V₁2,余类推。IAv是电动机平均电流值。