 |
Разработка принципиальной схемы.
|
|
|
|
Так как датчики ТСМ-012 и Метран-ЗООПР имеют токовый выход с максимальным значением 20мА. Поэтому перед подачей на вход микроконтроллера его необходимо преобразовать в напряжение и нормализовать. Схема блока согласования уровней сигналов приведена на рис. 2.26. В качестве ОУ используется прецизионный операционный усилитель К140УД17 с низким дрейфом нуля и малым напряжением смещения [10].
Рис. 2.25. Операционный усилитель К140УД17.
Таблица 2.1. Основные параметры ОУ К140УД17.
| Напряжение питания, U П | ±15В±10% |
| Коэффициент усиления | 200000 |
| Сопротивление нагрузки | >1000 Ом |
| Напряжение смещения | ±2мВ |
| Частота единичного усиления, f 1 | 0,4 МГц |
| Разность входных токов, D I ВХ | 0,2 нА |
| Температурный дрейф разности входных токов D I ВХ /D T | не более 0,12 нА/C° |
| Синфазное напряжение | ±6 В |
| Температурный коэффициент напряжения смещения, D U СМ/D T | не более 3 мкВ/C° |
Рис. 3.25. Схема блока согласования.
Операционный усилитель К140УД17 требует для своего питания стабильного напряжения номиналом 
В., поучаемой с помощью трансформатора с двумя вторичными обмотками, выпрямителя VD7, VD8, VD9, VD10 и двух идентичных стабилизаторов напряжения.
Рис. 2.27. Схема стабилизатора напряжения на В.
Исполниетельные механизмы требуют для своей работы высокого напряжения 220В, а также потребляют достаточно большую мощность. Для формирования рабочих напряжений на них необходимо использовать соответствующие усилители мощности, реализованные на основе биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT).
IGBT представляют собой гибрид биполярного и полевого транзистора и сочетают в себе все их положительные качества. IGBT имеют большую коммутируемую мощность, высокие рабочие частоты, малые статические и динамические потери, малую мощность управляющего сигнала. Несмотря на то, что скорости переключения IGBT достаточно высоки, они включаются все же медленней, чем МОП-транзисторы. IGBT имеют затяжку тока при выключении, что ограничивает частоты переключения с ШИМ и в других ключевых схемах пределом около 50кГц.
|
|
|
Во входной цепи IGBT-транзисторов присутствует достаточно большая емкость, наличие которой связано с технологией производства подобных приборов. Для ее перезаряда требуется специальным образом сформированное напряжение. Для этих целей промышленностью выпускаются специализированные микросхемы драйверов. Их главное назначение – обеспечение выходного тока, достаточного для быстрого перезаряда входных емкостей транзистора, и как следствие, транзистор может работать на больших частотах. В качестве драйвера предлагается использовать микросхему IR2118 от фирмы International Rectifier.
Для питания выходных каскадов силовой части блока необходимо наличие постоянного напряжения величиной 220 В, которое формируется с помощью двухполупериодного выпрямителя, оснащенного сглаживающим фильтром, выполненном на электролитическом конденсаторе.
Рис. 2.28. Схема выпрямителя.
Основное питающее напряжение схемы +5 В. Для его формирования используется схема представленная на рис. 3.30.
Рис. 2.29. Схема стабилизатора +5В.
АЦП микроконтроллера ATmega 16 требует присутствия внешней схемы, обеспечивающей стабильное напряжение UAREF=4,096В. В качестве источника опорного напряжения используется микросхема TL431 (рис.3.31) – прецизионный регулируемый источник опорного напряжения, имеющий в своем составе достаточно сложную схему термокомпенсации, и позволяющий получить точно заданное значение выходного опорного напряжения, стабильное в широком диапазоне температур [10].
|
|
|
Рис. 2.30. Микросхема TL431.
Принципиальная схема САУ смесительного устройства представлена в приложении (чертеж ЦТРК 2101.980901.0000.Э03).
|
|
|
