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。 |
