|
引言 TCA205／205A是西門子公司生產的一種接近開關專用IC芯片，可廣泛應用于各種接近傳感器或接近控制系統中，也可用來制作多種感應式檢測儀表，如感應式轉速表等。TCA205／205A具有集成度高、工作電壓寬、輸出電流大、控制距離可調、外圍電路簡單、工作穩定可靠等特點，采用艤列直插式封裝模式，其開關動作延時時間可通過外接電阻器調整，應用方便。本文介紹對其組成結構、特性參數和典型應用電路。 1 TCA205／205A的引腳功能和組成結構 TCA205／205A由振蕩器、調節器、檢波器、切換開關、延時器、驅動器組成，其內部結構框圖見圖1。 TCA205／205A為14引腳DIP(雙列直插式)結構，其中：1、6腳為接地端，2腳為感應距離調節端(可通過外接的電阻值調節感應距離)，3腳為外接積分電容端(可通過外接積分電容調節振蕩頻率)，5腳為反向輸出端，7腳為正向輸出端，9腳為開關延遲控制端(可通過外接積分電容調節開關動作延時)，11腳為電源端，12、13腳為LC振蕩器輸入端，14腳為滯后調節端，4、8、10腳為空腳。 2 TCA205／205A的特性參數 TCA205／205A的極限參數如下：供電電壓Vs為4.75 V～30 V；輸出電壓VQ為4.75 V～30 V；輸出電流IQ為50 mA；連接溫度Ti為150℃；工作環境溫度TA為-25℃～85℃；儲存溫度范同Ts為-55℃～125℃；系統抗熱性Rt為85 K／W。 TCA205／205A正常工作(Vs=12 V，TA=25℃)時特性參數如下：循環工作電流值Is，典型值為l mA，最大值為2 mA；低電平電壓輸出值VQL，IQL=5 mA時，典型值為0.8 V，最大值為1 V；IQL=50 mA時，典型值為1.25 V，最大值為1.5 V；高電平電流輸出值IQH，最大值為10μA(VQH=30V)；積分電容值Ct，典型值為10 nF；3腳內部電阻值RI3，最大值為200 kΩ，典型值為350 kΩ，660 kΩ；3腳轉換電壓Vs3，典型值為1.3 V，最大值為1.5 V；距離調節(電路1)RDi，最小值為6 kΩ；滯后調節(電路1)RHy，最小值為0 kΩ；距離調節(電路2)RDi，最小值為6 kΩ(Rhy→∞)；滯后調節(電路2)RHy，最小值為6 kΩ(RDi→∞)；開關延遲tDon，典型值為200ms／μF；振蕩器頻率fosc，最小值為0.015 MHz，最大值為1.5 MHz,，在并行滯后涮節電路中，Rdi和Rhy應大于6 kΩ。 在實際應用過程中，TCA205／205A的各個參數應在所給出的范圍內進行調節，如超出該范圍將會損壞該IC芯片。一般在正常情況下應用時，其外圍器件采用上述的典型值即可。 3 TCA205／205A的應用 TCA205／205A可應用于各種接近開關或位置開關控制系統中，也可用來制作多種感應式檢測儀表，如感應式轉速表等，但應注意其最高檢測頻率的限制，其典型應用電路如圖2所示。 圖中，引腳2與引腳14之間的電阻有串行滯后和并行滯后兩種連接方法，見圖2(b)、(c)。前者適合應用于振蕩頻率在200 kHz～300 kHz的近距離接近開關中，后者適合應用于較大距離的接近開關中。 TCA205／205A可采用單線圈或雙線圈應用方式，在圖2電路中，如將L1去掉，再按虛線所示將OSC1和OSC2短接，即可變成單線圈應用方式。其中單線圈應用方式通常應用于接近開關控制，雙線圈應用方式通常應用于位置開關控制。 圖2中，L0、C0為振蕩器電感線圈的電感和振蕩電容，RDi為距離調節電阻，RHy為滯后調節電阻，Ct為積分電容，CD為延遲電容。 圖3為TCA205／205A的一個實際應用電路圖，如電感和電容參數的選擇適當，該電路的開關控制距離可達13 mm，溫度系數約為0.05％。 圖3中電感線圈尺寸為25 mm×8.9 mm，L=600μH。 實際應用前，可用一個30 mm×30 mm×1 mm的鐵質試塊進行調試，當試塊由遠逐漸接近到離電感值為L0的感應線圈一定距離時，5腳和7腳的輸出狀態會發生翻轉。具體調試時，可參照第2節給出的參數值，通過調節L0和外接的阻容元件的數值使之達到所需的效果。 4 結束語 利用TCA205／205A專用IC芯片可以構成多種感應式接近開關，也可以變通制作出多種閾值控制電路。由TCA205／205A組成的接近開關，其感應距離與振蕩頻率、感應線圈參數、被測件的尺寸和材質等有關，各參數應根據實際應用情況進行調整，使其達到滿意的效果。由于TCA205／205A具有集成度高、工作電壓寬、輸出電流大、控制距離可調、工作穩定的特點，所以根據其基本工作原理，還可嘗試將其變通應用于其他多種控制電路和多種檢測儀表中，但應注意其參數的調整，以適應不同的應用目的。 |
