STCC05-BD4型空调器控制电路的功能和工作原理(一)

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ST05-BD4型空调器控制电路的功能和工作原理 [日期：2006-2-16] 来源：国外电子元器件 作者：临沂师范学院物理系 王君普 [字体：大 中 小]
　
摘要：ST05-BDA是一种嵌入了空调器或电冰箱控制模块中的大多数模拟与功率电路的控制电路。文中介绍ST05-BD4的特点、功能、工作原理及应用电路。
关键词：ST05-BD4 家用控制电路 MCU接口 零电压同步
ST05-BD4是意法半导体（ST）公司于2004年推出的空调器控制电路，可用于电冰箱、电烘箱、压缩机、风扇、加热器和阀门等电路的数字控制。
1 主要特性
·较宽的工作电压范围：7V～18V；
·5V±5%稳压器，输出电流为50mA；
·MCU复位电路带触发延时和滞后；
·30μs的数字滤波器，过零电压同步（ZVS）输出信号与输入（VSYN）反相；
·3个输出都是50mA的继电器线圈驱动器，分别可驱动3A的继电器，一个输出150mA的继电器线圈驱动器能驱动20A的继电器；
·带使能脚和软关断的30mA峰值电流蜂鸣器驱动器；
·12V～5V的非反相电平移位器用于速度传感器或门开关接口，为MCU提供电信号；
·工作环境温度：-20～+85℃；
·高集成度大大减少了系统元件数量；
·高瞬变突发抗扰性和静电放电（ESD）保护符合IEC61000-4标准；
·易于设计，易于焊接和装配；
·优异的技术性能和较高的可靠性。

2 内部结构及引脚功能
ST05-BD4采用DIP-20封装，引脚排列如图1所示，引脚功能如表1所列。

表1 ST05-DB4的引脚功能
引脚名 称功 能引 脚名 称功 能1VPS718V的电源电压输入11接地端2SYN零电压同步信号输入12INBZ蜂鸣器驱动器输入3INs速度传感器电平称位器输入13IN4150mA继电器线圈驱动器输入4RL150mA继电器线圈驱动器输出14IN350mA继电器线圈驱动输入5RL250mA继电器线圈驱动器输出15IN250mA继电器线圈驱动输入6RL450mA继电器线圈驱动器输出16IN150mA继电器线圈驱动输入7RL4150mA继电器线圈驱动器输出17OUTs速度传感器电平移位器输出8BZ1与BZ2之间连接蜂鸣顺18ZVS零电压同步信号滤波器输出9BZ2蜂鸣器电源端19RST复位电路输出10ENBZ蜂鸣器使能输入端20VDD5V稳压器输出
ST05-BD4内集成了4个带退磁二极管的继电器线圈驱动器、一个蜂鸣器驱动器、一个5V稳压器、MCU复位电路、过零电压同步（ZVS）电路及速度传感器电平移位器，其组成如图2所示。

3 功能与工作原理
3．1 电压供给
微控制器（MCU）电压由图3所示的ST05-BD4内部稳压器输出脚VDD提供。脚VPS上的DC输入电压范围为7V～18V，脚VDD的输出电压为5V±5%，输出平均电流达50mA。电压调整器设置有过热关闭电路和过流限制器。热关闭电路由一个PN结温度传感器和一个滞后比较器组成，当结温达到170℃时能切断通路元件。过流限制器利用一个并联电阻器Rsense来感测电流。对输出短路和加电时产生的浪涌电流，过流限制器可使电路免受其损害。

3．2 复位电路
图4给出ST05-BD4的复位电路，它保证稳压器输出的低电压检测（LVD）。多数MCU的RESET脚是低电平有效的。因此ST05-BD4的RST脚也是低电平有效。图中的复位比较器用来感测VDD电压，当VDD大于高门限电压VH=3.75V时，RST脚延时TUP后变为高电平，若VDD小于低门限电平VL=3.4V,RST脚则在延时TDW之后变为低电平。延迟时间Tup、TDW取决于RST脚外接电容器Cup的容值及RST脚的触发门限VTH。若CUP为100nF，当VTH=VH/2=1.875V时，TUP=400μs；当VTH=VL/2=1.7V时，TDW=200μs。

3．3 过零电压同步（ZVS）电路
ZVS电路产生的ZVS信号可使整个信号与AC电压为电路提供保护，其中包括±2kV的静电放电（ESD）保护和一个30μs的数字滤波器，从而使MCU具有高抗扰能力。
3．4 继电器线圈驱动器
继电器线圈驱动器电路如图7所示。IN1-IN4上的输入信号由MCU提供，继电器晶体管集电极连接一个退磁二极管。由ST05-BD4的脚RL1、RL2和RL3驱动继电器线圈，该线圈的最小电阻为580Ω，VPS=12V的功耗为0.25W。以上特性相当于3A的继电器，如VTR-F3AA-12V或JQ1A-12V系列。RL1-RL3脚能分别输出50mA的驱动电流。