TCA205／205A是西門子公司生產(chǎn)的一種接近開關(guān)專用IC芯片，可廣泛應(yīng)用于各種接近傳感器或接近控制系統(tǒng)中，也可用來制作多種感應(yīng)式檢測(cè)儀表，如感應(yīng)式轉(zhuǎn)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(diào)、外圍電路簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，采用艤列直插式封裝模式，其開關(guān)動(dòng)作延時(shí)時(shí)間可通過外接電阻器調(diào)整，應(yīng)用方便。本文介紹對(duì)其組成結(jié)構(gòu)、特性參數(shù)和典型應(yīng)用電路。
1 TCA205／205A的引腳功能和組成結(jié)構(gòu)
TCA205／205A由振蕩器、調(diào)節(jié)器、檢波器、切換開關(guān)、延時(shí)器、驅(qū)動(dòng)器組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖見圖1。
TCA205／205A為14引腳DIP(雙列直插式)結(jié)構(gòu)，其中：1、6腳為接地端，2腳為感應(yīng)距離調(diào)節(jié)端(可通過外接的電阻值調(diào)節(jié)感應(yīng)距離)，3腳為外接積分電容端(可通過外接積分電容調(diào)節(jié)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(guān)延遲控制端(可通過外接積分電容調(diào)節(jié)開關(guān)動(dòng)作延時(shí))，11腳為電源端，12、13腳為L(zhǎng)C振蕩器輸入端，14腳為滯后調(diào)節(jié)端，4、8、10腳為空腳。
2 TCA205／205A的特性參數(shù)
TCA205／205A的極限參數(shù)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(huán)境溫度TA為-25℃～85℃；儲(chǔ)存溫度范同Ts為-55℃～125℃；系統(tǒng)抗熱性Rt為85 K／W。
TCA205／205A正常工作(Vs=12 V，TA=25℃)時(shí)特性參數(shù)如下：循環(huán)工作電流值Is，典型值為l mA，值為2 mA；低電平電壓輸出值VQL，IQL=5 mA時(shí)，典型值為0.8 V，值為1 V；IQL=50 mA時(shí)，典型值為1.25 V，值為1.5 V；高電平電流輸出值IQH，值為10μA(VQH=30V)；積分電容值Ct，典型值為10 nF；3腳內(nèi)部電阻值RI3，值為200 kΩ，典型值為350 kΩ，660 kΩ；3腳轉(zhuǎn)換電壓Vs3，典型值為1.3 V，值為1.5 V；距離調(diào)節(jié)(電路1)RDi，小值為6 kΩ；滯后調(diào)節(jié)(電路1)RHy，小值為0 kΩ；距離調(diào)節(jié)(電路2)RDi，小值為6 kΩ(Rhy→∞)；滯后調(diào)節(jié)(電路2)RHy，小值為6 kΩ(RDi→∞)；開關(guān)延遲tDon，典型值為200ms／μF；振蕩器頻率fosc，小值為0.015 MHz，值為1.5 MHz,，在并行滯后涮節(jié)電路中，Rdi和Rhy應(yīng)大于6 kΩ。
在實(shí)際應(yīng)用過程中，TCA205／205A的各個(gè)參數(shù)應(yīng)在所給出的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，如超出該范圍將會(huì)損壞該IC芯片。一般在正常情況下應(yīng)用時(shí)，其外圍器件采用上述的典型值即可。
3 TCA205／205A的應(yīng)用
TCA205／205A可應(yīng)用于各種接近開關(guān)或位置開關(guān)控制系統(tǒng)中，也可用來制作多種感應(yīng)式檢測(cè)儀表，如感應(yīng)式轉(zhuǎn)速表等，但應(yīng)注意其檢測(cè)頻率的限制，其典型應(yīng)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(yīng)用于振蕩頻率在200 kHz～300 kHz的近距離接近開關(guān)中，后者適合應(yīng)用于較大距離的接近開關(guān)中。
TCA205／205A可采用單線圈或雙線圈應(yīng)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(yīng)用方式。其中單線圈應(yīng)用方式通常應(yīng)用于接近開關(guān)控制，雙線圈應(yīng)用方式通常應(yīng)用于位置開關(guān)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(diào)節(jié)電阻，RHy為滯后調(diào)節(jié)電阻，Ct為積分電容，CD為延遲電容。
圖3為TCA205／205A的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用電路圖，如電感和電容參數(shù)的選擇適當(dāng)，該電路的開關(guān)控制距離可達(dá)13 mm，溫度系數(shù)約為0.05％。圖3中電感線圈尺寸為25 mm×8.9 mm，L=600μH。
實(shí)際應(yīng)用前，可用一個(gè)30 mm×30 mm×1 mm的鐵質(zhì)試塊進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)試塊由遠(yuǎn)逐漸接近到離電感值為L(zhǎng)0的感應(yīng)線圈一定距離時(shí)，5腳和7腳的輸出狀態(tài)會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)。具體調(diào)試時(shí)，可參照第2節(jié)給出的參數(shù)值，通過調(diào)節(jié)L0和外接的阻容元件的數(shù)值使之達(dá)到所需的效果。
4 結(jié)束語
利用TCA205／205A專用IC芯片可以構(gòu)成多種感應(yīng)式接近開關(guān)，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(guān)，其感應(yīng)距離與振蕩頻率、感應(yīng)線圈參數(shù)、被測(cè)件的尺寸和材質(zhì)等有關(guān)，各參數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)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(diào)、工作穩(wěn)定的特點(diǎn)，所以根據(jù)其基本工作原理，還可嘗試將其變通應(yīng)用于其他多種控制電路和多種檢測(cè)儀表中，但應(yīng)注意其參數(shù)的調(diào)整，以適應(yīng)不同的應(yīng)用目的。