TCA205/205A芯片的特性及应用

发布时间:2010-7-20 23:27    发布者:conniede
关键词: TCA205/205A , 芯片
引言
TCA205/205A是西门子公司生产的一种接近开关专用IC芯片,可广泛应用于各种接近传感器或接近控制系统中,也可用来制作多种感应式检测仪表,如感应式转速表等。TCA205/205A具有集成度高、工作电压宽、输出电流大、控制距离可调、外围电路简单、工作稳定可靠等特点,采用舣列直插式封装模式,其开关动作延时时间可通过外接电阻器调整,应用方便。本文介绍对其组成结构、特性参数和典型应用电路。

1 TCA205/205A的引脚功能和组成结构

TCA205/205A由振荡器、调节器、检波器、切换开关、延时器、驱动器组成,其内部结构框图见图1。


TCA205/205A为14引脚DIP(双列直插式)结构,其中:1、6脚为接地端,2脚为感应距离调节端(可通过外接的电阻值调节感应距离),3脚为外接积分电容端(可通过外接积分电容调节振荡频率),5脚为反向输出端,7脚为正向输出端,9脚为开关延迟控制端(可通过外接积分电容调节开关动作延时),11脚为电源端,12、13脚为LC振荡器输入端,14脚为滞后调节端,4、8、10脚为空脚。

2 TCA205/205A的特性参数

TCA205/205A的极限参数如下:供电电压Vs为4.75 V~30 V;输出电压VQ为4.75 V~30 V;输出电流IQ为50 mA;连接温度Ti为150℃;工作环境温度TA为-25℃~85℃;储存温度范同Ts为-55℃~125℃;系统抗热性Rt为85 K/W。

TCA205/205A正常工作(Vs=12 V,TA=25℃)时特性参数如下:循环工作电流值Is,典型值为l mA,最大值为2 mA;低电平电压输出值VQL,IQL=5 mA时,典型值为0.8 V,最大值为1 V;IQL=50 mA时,典型值为1.25 V,最大值为1.5 V;高电平电流输出值IQH,最大值为10μA(VQH=30V);积分电容值Ct,典型值为10 nF;3脚内部电阻值RI3,最大值为200 kΩ,典型值为350 kΩ,660 kΩ;3脚转换电压Vs3,典型值为1.3 V,最大值为1.5 V;距离调节(电路1)RDi,最小值为6 kΩ;滞后调节(电路1)RHy,最小值为0 kΩ;距离调节(电路2)RDi,最小值为6 kΩ(Rhy→∞);滞后调节(电路2)RHy,最小值为6 kΩ(RDi→∞);开关延迟tDon,典型值为200ms/μF;振荡器频率fosc,最小值为0.015 MHz,最大值为1.5 MHz,,在并行滞后涮节电路中,Rdi和Rhy应大于6 kΩ。

在实际应用过程中,TCA205/205A的各个参数应在所给出的范围内进行调节,如超出该范围将会损坏该IC芯片。一般在正常情况下应用时,其外围器件采用上述的典型值即可。

3 TCA205/205A的应用

TCA205/205A可应用于各种接近开关或位置开关控制系统中,也可用来制作多种感应式检测仪表,如感应式转速表等,但应注意其最高检测频率的限制,其典型应用电路如图2所示。

图中,引脚2与引脚14之间的电阻有串行滞后和并行滞后两种连接方法,见图2(b)、(c)。前者适合应用于振荡频率在200 kHz~300 kHz的近距离接近开关中,后者适合应用于较大距离的接近开关中。

TCA205/205A可采用单线圈或双线圈应用方式,在图2电路中,如将L1去掉,再按虚线所示将OSC1和OSC2短接,即可变成单线圈应用方式。其中单线圈应用方式通常应用于接近开关控制,双线圈应用方式通常应用于位置开关控制。

图2中,L0、C0为振荡器电感线圈的电感和振荡电容,RDi为距离调节电阻,RHy为滞后调节电阻,Ct为积分电容,CD为延迟电容。

图3为TCA205/205A的一个实际应用电路图,如电感和电容参数的选择适当,该电路的开关控制距离可达13 mm,温度系数约为0.05%。

图3中电感线圈尺寸为25 mm×8.9 mm,L=600μH。


实际应用前,可用一个30 mm×30 mm×1 mm的铁质试块进行调试,当试块由远逐渐接近到离电感值为L0的感应线圈一定距离时,5脚和7脚的输出状态会发生翻转。具体调试时,可参照第2节给出的参数值,通过调节L0和外接的阻容元件的数值使之达到所需的效果。

4 结束语

利用TCA205/205A专用IC芯片可以构成多种感应式接近开关,也可以变通制作出多种阈值控制电路。由TCA205/205A组成的接近开关,其感应距离与振荡频率、感应线圈参数、被测件的尺寸和材质等有关,各参数应根据实际应用情况进行调整,使其达到满意的效果。由于TCA205/205A具有集成度高、工作电压宽、输出电流大、控制距离可调、工作稳定的特点,所以根据其基本工作原理,还可尝试将其变通应用于其他多种控制电路和多种检测仪表中,但应注意其参数的调整,以适应不同的应用目的。
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