Главная страница
Навигация по странице:

  • Работа блока входных устройств

  • Работа усилителя электропневматического клапана

  • 2.7 Назначение и работа ячейки вторичного источника питания

    		•

    Курсовой проект Косарев Т-1128. Курсовая работа По теме Порядок действий при неисправности локомотивных устройств безопасности


    Скачать 289 Kb.
    НазваниеКурсовая работа По теме Порядок действий при неисправности локомотивных устройств безопасности
    Дата19.01.2020
    Размер289 Kb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаКурсовой проект Косарев Т-1128.doc
    ТипКурсовая
    #104879
    страница4 из 5
    1   2   3   4   5

    Устройство и работа ячейки подключения


    Ячейка подключения предназначена для:

    1. преобразования внешних для УЦО входных сигналов в сигналы с параметрами, требующимися для логической обработки;

    2. формирования необходимых параметров выходных сигналов и обеспечения возможности их отключения;

    3. гальванической развязки внешних цепей от внутренних сигналов УЦО;

    4. минимизации аппаратных затрат для приема сигналов;

    Ячейка подключения (ЯП) состоит из следующих функциональных узлов:

    1. формирователь входных сигналов матричный;

    2. формирователь сигналов АЛСН;

    3. формирователь сигналов АЛС-ЕН;

    4. формирователь сигналов от датчиков пути и скорости (ДПС);

    5. формирователь сигналов последовательных интерфейсов;

    6. формирователь выходных сигналов;

    7. формирователь кода несущей частоты АЛСН и сигнала «Сброс» для блока входных устройств (БВУ);

    8. формирователь сигналов контроля АЛСН и АЛС-ЕН.

    Формирователь входных сигналов матричный минимизирует аппаратные затраты на прием сигналов, обеспечивая гальваническую развязку внешних цепей от внутренних сигналов УЦО и преобразуя внешние входные сигналы в сигналы с параметрами, требующимися для логической обработки. Всего в матрице 9 входных сигналов от внешних цепей уровня 50В: «KEYRBS», «KEYRB», «KEYWK», «KEYRMP», «KEYOK», «KEYKI», «CНЕРК».

    Матричный формирователь сигналов для одного канала обработки состоит из девяти функциональных узлов, выполненных по одинаковой схеме. Все узлы матричного формирователя разбиты на три группы по три узла в каждой. Унитарный код, поступающий на входы ячейки подключения «1.», «2.», «3.», активизирует одну из групп. При этом на выходе «.2», «.3», «.4», идущие на ячейку контроллера, поступают логические значения соответствующих сигналов узлов. Аналогично опрашиваются данные для второго канала обработки. Унитарный код поступает на входы «1.», «2.», «3.». Логические значения соответствующих сигналов узлов поступают на выходы - «2.», «3.», «4.»

    Рассмотрим работу одного узла матричного формирователя построенного на резисторах R3, R12, стабилитроне VD3, оптопаре DA5, диоде VD9. Выходным сигналом узла «.2» является напряжение на коллекторе фототранзистора оптопары DA5, подключенного через резистор к источнику питания с номинальным напряжением + 12В. При наличии на входе «1.» сигнала логической «1» оптопара DА5 закрыта независимо от уровня входного сигнала «RBS». Уровень выходного сигнала узла при этом - + 12 В. При наличии на входе «1.» сигнала логической «1» оптопара DA5 закрыта независимо от уровня входного сигнала «RBS». Уровень выходного сигнала узла при этом - + 12 В. При наличии на входе «1.» логического «0» - оптопара DA5 открыта при уровне 50 В. сигнала «RBS» и закрыта при уровне 0 В. сигнала «RBS».

    Уровень выходного сигнала узла «.2» при этом может меняться от 0 В до +12 В. Стабилитрон VD3 служит для замыкания входной цепи RBS и обеспечения работы оптопары DA5. Диод VD9 служит для защиты фототранзистора оптопары DA5 от обратного напряжения минус 12 В.

    Для реализации возможностей программного тестирования входа KEYSON с целью проверки исправности выходной цепи матричного формирователя используется схема, собранная на твердотельном реле DA28.

    Формирователь сигналов АЛСН формирует выходные сигналы «ALSN» и «ALSN2» для двух каналов обработки. Уровень выходных сигналов «ALSN» и «ALSN2» меняется от 0 до +12 В при изменении уровня входного сигнала

    «-ALSN» от 0 до +12 В.

    Оптопары DA1 и DA2 служат для гальванической развязки между входными и выходными сигналами. Стабилитроны VD1 и VD2 служат для обеспечения работы одной из оптопар DA1, DA2 при обрыве светодиода в другой.

    Формирователь сигнала АЛС-ЕН работает аналогично формирователю сигнала АЛСН. Уровень выходного сигнала «NKSMS» меняется от 0 до +5 В при изменении уровня входного сигнала «+ENK» от +12 В до 0 В. Оптопара DA13 служит для гальванической развязки между входными и выходными цепями и обеспечения требуемых параметров выходного сигнала «NKSMS».

    Формирователь сигналов от двух датчиков пути и скорости служит для преобразования входных сигналов «+DPS1» и «+DPS2» уровня +50 В в выходные сигналы «+DPS1» и «+DPS2» + 5 В. Формирователи собраны по одинаковым схемам. Оптопары DA34 и DA35 служат для гальванической развязки между входными и выходными цепями и обеспечения требуемых параметров выходных сигналов. Диоды VD42 и VD43 служат для ограничения обратного напряжения на светодиодах оптопар DA34, DA35.

    Формирователь сигналов последовательных интерфейсов состоит из следующих функциональных узлов:

    1. узла, обеспечивающего преобразование и мультиплицирование сигнала «TxD» в три сигнала «ISO1», «ISO2», «ISO3»;

    2. узла, обеспечивающего преобразование и демультиплицирование сигналов «ISO1+», «ISO2+», «ISO3+» в сигнал «RxD»;

    3) узла, формирующего сигналы «SET1-», «SET2-», «SET3-», которые служат для подготовки внешних устройств к приему сигналов «ISO1-», «ISO2-» «ISO3».

    Узел 1 работает следующим образом:

    микросхема DD2 мультиплицирует сигнал «TxD» уровня 5В в три сигнала уровня 5 В. Эти сигналы поступают на микросхему DD3, которая инвертирует входные сигналы и обеспечивает необходимый ток нулевого выходного сигнала. Проинвертированные выходные сигналы поступают на входы оптопар DA46, DA48, DA50 по цепям ISO1, ISO2, ISO3. Выходные сигналы оптопар поступают на базовые цепи транзисторов VT4, VT6, VT8, регулирующих ток в цепях ISO1-, ISO2-, ISО3-. Прекращение передачи данных по каналам ISO1-, ISO2-, ISО3- происходит при выключении микросхемы DD3. Включением и выключением микросхемы DD3 управляет сигнал на входе «OFFISO» ячейки ЯП. Для преобразования сигнала «OFFISO» в уровни напряжения, требуемые для включения или выключения микросхемы DD3 служит схема, собранная на резисторах R95, R96, диоде VD52, транзисторах DA4.3, DA4.4.

    Узел 2 работает следующим образом.

    Токовые сигналы величиной +(15 – 25) мА поступают на входные цепи ISI1+, ISI2+, ISI3+, выполненные по идентичным схемам. Установленные в этих цепях стабилитроны VD39…VD41, служат для ограничения уровня входного сигнала до +3,3 В. Оптопары DA31…DA33 служат для обеспечения гальванической развязки и формирования выходных сигналов величиной +5 В. Выходные сигналы оптопар DA31…DA33 демультиплицируются микросхемой DD2 в сигнал «RxD», поступающий на выход ЯП.

    Узел 3 состоит из трех каскадов, выполненных по одинаковым схемам.

    На входы соответствующих каскадов поступают сигналы «SET1», «SET2», «SET3», амплитуда которых меняется от 0 В до +5 В. Эти сигналы управляют работой оптопар DA47, DA49, DA51, которые осуществляют гальваническую развязку между входными и выходными цепями и формируют параметры сигналов, поступающие в базовые цепи транзисторов VT5, VT7, VT9. Транзисторы VT5, VT7, VT9 регулируют ток во внешних цепях SET1-, SET2-, SET3-.

    Формирователи выходных сигналов служат для передачи пяти сигналов величиной +50 В, «CLK», «CLKZH», «CLZH», «CLB», «CLZ», к регистраторам локомотива и формирования одного резервного сигнала «CLRZR» уровня +50В. Уровни входных сигналов «OUT0», «OUT1»… «OUT5», меняются от 0 до +5 В. Формирователи сигналов «CLK», «CLKZH», «CLZH», «CLB», «CLZ», «CLRZR» собраны по идентичным схемам. Микросхема DD1 служит для инверсии входных сигналов и согласования входных цепей формирователей с источником входных сигналов «OUT0-OUT5». Оптоэлектронные реле DA39…DA45 служат для обеспечения гальванической развязки между входными и выходными цепями и формирования требуемых режимов работы регистраторов. Для обеспечения надежной работы формирователя сигнала CLB на нагрузку 200 Ом выходные реле DA42 и DA43 соединены параллельно. Варисторы RU1…RU4 защищают микросхемы DA39…DA45 от бросков питания бортовой сети.


      1. Работа блока входных устройств


    Блок входных устройств (БВУ3Б) предназначен для фильтрации, усиления и преобразования сигналов АЛС, передаваемых по рельсовой цепи в двух независимых информационных каналах с присвоенными частотами 175 Гц – канал АЛС-ЕН, и 25, 50, 75 Гц – канал АЛСН, и для формирования выходных сигналов, согласованных с последующими устройствами дискретной обработки информации. Блок состоит из двух отдельных электрически независимых ячеек П-АЛСН и П-АЛСЕН, жестко скрепленных между собой в единый конструктив. Функционально каждая ячейка содержит:

    1) входной трансформатор, согласующий вход тракта прима сигналов АЛС с локомотивными катушками КПУ-2;

    2) полосовой активный фильтр на присвоенную частоту 175 Гц;

    1. приемник сигналов АЛС.

    Схемы входного трансформатора и фильтра каждой из ячеек идентичны.

    Ячейка П-АЛСЕН содержит тракт приема и преобразования фазоманипулированных сигналов канала АЛС-ЕН в выходной сигнал с параметрами ТТЛ-логики, который выполнен по схеме прямого усиления с заданным порогом включения. Тракт состоит из согласующего трансформатора TV1, полосового активного фильтра на элементах А1…А7 и усилителя- ограничителя на элементах DA3…DA5, DD1, VT2, VT3.

    Инвертирующий усилитель DA3 обеспечивает согласование канального фильтра по выходу и основное усиление сигнала АЛС-ЕН по переменному напряжению. Буферный инвертор DA2 развязывает вход фильтра с трансформатором TV1. Операционный усилитель DA5, включенный по схеме триггера Шмитта, обеспечивает формирование прямоугольных импульсов с заданной скважностью из синусоидального напряжения несущей. Операционный усилитель DA4 включен по схеме компаратора, порог срабатывания которого регулируется резисторами R28, R29 в соответствии с заданной чувствительностью. Выходным сигналом является постоянное напряжение положительной полярности, информирующее по цепи «UNES» о достижении несущей заданного уровня после прохождения через согласующий эмиттерный повторитель VT1 и обеспечивающее с задержкой включение транзисторов VT2, VT3 выхода приемника АЛС-ЕН. Задержка обеспечивается элементами DD1, R35, C23, VD4 и введена для устойчивого режима работы выхода приемника.

    Ячейка П-АЛСН содержит тракт приема и преобразования амплитудно манипулированных сигналов АЛСН в выходной сигнал числового кода с параметрами ТТЛ-логики, который состоит из согласующего трансформатора TV1, полосового активного фильтра на элементах А1…А7 и усилителя-преобразователя на элементах DA2…DA5, VT1…VT4. Тракт выполнен по схеме супергетеродина с одним преобразованием, избирательность которого по соседнему каналу обеспечивается полосовым активным фильтром, а защищенность по зеркальному каналу – входными цепями тракта, включающими трансформатор TV, резисторы R1…R3, R9, R10, конденсаторы С4, С10, С17.

    Смеситель выполнен по балансной схеме на сдвоенных аналоговых ключах DA2, управляемых в противофазе с выходом 1 и 2 триггера DD4.1 через согласующие инверторы микросхемы DA5 цифрового синтезатора частоты гетеродина. Напряжение промежуточной частоты подается на полосовой активный фильтр через один из резисторов R23…R26, служащих для подстройки чувствительности и подключаемых с помощью аналогового ключа DA3 в зависимости от выбранной частоты, 25, 50, 75 Гц, канала АЛСН.

    Инвертирующий усилитель DA10 обеспечивает основное усиление сигнала АЛСН по переменному напряжению и является согласующим элементом между выходом фильтра промежуточной частоты и демодулятором, выполненым на элементах DA11…DA13, DA15, DD24, DD2.5, DD5.1…DD5.4. Повторитель сигнала DA6 развязывает вход фильтра с выходным сопротивле-нием ключей DA3. Демодулятор основного сигнала выполнен по схеме двухполупериодного выпрямителя DA11, DA12 и фильтрующего звена R101, C30 на выходе которого устанавливается напряжение положительной полярности от огибающей амплитудноманипулированного сигнала числового кода АЛСН.

    Демодулятор опорного сигнала выполнен по схеме пикового детектора. Входной сигнал через инвертирующий детектор на элементах R86, R87, R91, R92, VD14, VD15, DA13 поступает на конденсатор С31, где устанавливается отрицательный потенциал, задающий «плавающий» порог срабатывания компаратора на операционном усилителе DA15. «Плавающий» порог, пропорциональный амплитуде трапецеидальных импульсов основного канала исключает недопустимые искажения длительности импульсов, формируемых компаратором DA15, в широком диапазоне изменения амплитуды входного сигнала. Разряд конденсатора С31 производится по цепи «RESA» от внешнего управляющего сигнала. Начальный порог срабатывания компаратора DA15, определяющий чувствительность приемника сигналов АЛСН, задается термокомпенсированной схемой на элементах DA7…DA9, DA14. Если уровень напряжения на конденсаторе С30 меньше напряжения на конденсаторе С31, то на выходе компаратора держится отрицательный потенциал, преобразующийся в нулевой уровень с помощью элементов R69, VD9. Если уровень напряжения на конденсаторе С30 больше уровня напряжения на конденсаторе С31, то на выходе компаратора устанавливается положительный потенциал, нормируемый микросхемой DD2.4, DD2.5. При этом на транзисторе VT4 формируется передний фронт выходных сигналов АЛСН. По окончании приема импульса сигнала АЛСН напряжения на выходе компаратора DA15 падает, при этом формируется задний фронт выходных сигналов АЛСН. Для исключения «Дребезга» на фронтах сигнала и блокировки ложных коротких импульсов и пауз, с длительностью менее 30 мс, применена схема блокировки.


      1. Работа усилителя электропневматического клапана


    Усилитель электропневматического клапана входит в состав блока внешних соединений БВС2М и предназначен для преобразования сигнала управления ЭПК из динамического слаботочного сигнала с частотой 44 кГц в сигнал постоянного тока для питания электромагнита ЭПК и других устройств локомотива.

    Конструкция усилителя ЭПК имеет следующие особенности:

    1) крепление радиатора транзистора VT5 к корпусу БВС2М, обеспечивает отвод тепла от транзистора VT5 к корпусу БВС2М;

    2) съемная конструкция со штепсельным подключением блока усилителя ЭПК к БВС2М.

    Усилитель ЭПК состоит из стабилизатора на микросхеме DA1, резонансного усилителя на транзисторах VT1, VT2, триггера Шмитта на микросхеме DD2.1, DD2.2, генератора пилообразного напряжения на микросхеме DD1.1 делителя частоты на DD1.2, буферного устройства на микросхеме DD2.4…DD2.6, усилителя мощности на транзисторе VT5, выпрямителя на диоде VD8, устройства защиты на транзисторах VT3, VT4, VT6. Резонансный усилитель питается от источника с номинальным напряжением 10В через стабилизатор DA1. Номинальное выходное напряжение стабилизатора DA1 – 6 В. Входной сигнал через оптопару DA2 поступает на базу транзистора VT1 каскада предварительного усиления резонансного усилителя. С выхода предварительного усилителя сигнал поступает на базу транзистора VT2 усилителя мощности резонансного усилителя. Нагрузкой транзистора VT2 являются резистор R10, резонансный контур TV1, С3. Через оптопару DA3 входной сигнал поступает на вход триггера Шмитта, собранного на микросхеме DD2.1, DD2.2. С выхода триггера Шмитта сигнал поступает на вход микросхемы DD1.1 формирователя пилообразного напряжения и вход микросхемы DD1.2 делителя частоты входного сигнала с коэффициентом деления два. На вход «R» микросхемы DD1.2 поступает через конденсатор С5 сигнал пилообразной формы и сигнал обратной связи через оптопару DA4 с выхода усилителя ЭПК. На выходе делителя частоты формируются импульсы прямоугольной формы с ШИМ модуляцией при повышении выходного напряжения усилителя ЭПК выше установленного значения. Импульсы прямоугольной формы с вывода 13 микросхемы DD1.2 через инвертор DD2.3 и буфер собранный на микросхеме DD2.4…DD2.6 поступают на затвор транзистора VT5 усилителя мощности. Нагрузкой транзистора VT5 служит трансформатор TV3. Сигнал обратной связи с выхода усилителя через цепочку VD17, R27, C16, R28, C17, R29, VD10, VD9, оптопару DA4 поступает на вход «R» микросхемы DD1.2 делителя частоты. Усилитель мощности питается от источника с номинальным напряжением 50 В, через фильтр L1, C11. Ток потребления усилителя ЭПК не боле 1,3 А.
    2.7 Назначение и работа ячейки вторичного источника питания
    Вторичный источник питания (ВИП-У) предназначен для использования в электронной аппаратуре железнодорожной автоматики, телемеханики, связи. ВИП-У обеспечивает преобразование постоянного напряжения в несколько постоянных стабилизированных выходных напряжений. В качестве первичного источника постоянного напряжения используется аккумуляторная батарея. ВИП-У рассчитан на четыре диапазона питающего напряжения для исполне-ний: 24 В (+8; -6) В; 50 В с отклонениями 15 В; 75 В с отклонениями 22,5 В; 110 В с отклонениями 33 В. Двойная амплитуда пульсаций напряжения питания не должна превышать 10% от его номинального значения.

    При переходных процессах, вызванных скачкообразным изменением нагрузки по любому из выходов ВИП-У от 0 до номинальной и обратно, при скачкообразном изменении напряжения первичного источника на 60% и при включении ВИП-У увеличение напряжения на выходе «+5В» не должно быть более 10%. ВИП-У должен быть защищен от перегрузок по каждому из выходов с обеспечением автоматического восстановления нормальной работы после исчезновения перегрузки. Гальваническая развязка выходов ВИП-У от входа должна выдерживать испытательное напряжение не менее 1,5 кВ. Сопротивление изоляции выходных цепей от входных в нормальных климатических условиях не менее 50 мОм. Коэффициент полезного действия при нормальной температуре окружающей среды и номинальной нагрузке не ниже 0,8.

    ВИП-У построен на основе двухтактного стабилизирующего преобразователя напряжения с защитой от короткого замыкания в выходных цепях. В источник питания входят следующие функциональные узлы:

    1) ВхФ – входной фильтр, снижающий уровень помех от работы ВИП-У, создаваемых в первичном источнике питания, которые могут проникая из вторичного источника нарушить правильное функционирование внешней аппаратуры;

    2) СхЗ – схема запуска, обеспечивающая работу ВИП-У сразу после включения;

    3) СК – силовые ключи, управляющие энергией, которая от первичного источника передается в нагрузку в каждом периоде работы двухтактного преобразователя ВИП-У;

    4) УУ – устройство управления, управляющее длительностью включенного и выключенного состояния силовых ключей и стабилизирующее выходное напряжение;

    5) УОС – устройство формирования сигнала обратной связи, обеспечивающее совместно с УУ точную стабилизацию напряжения основного выхода ВИП-У «+5 В»;

    6) УЗ – устройство защиты, обеспечивающее совместно с УУ защиту ВИП-У и нагрузки от превышения допустимых режимов работы;

    7) ВыхФ – выходные фильтры, питающие нагрузки ВИП-У напряжением градаций «+5 В», «+10 В», «+12 В ст», «+15 В», «-15 В» и формирующие служебные напряжения «+15 В» для питания УУ и УОС.

    Источник питания работает в двух режимах: режиме запуска и в установившемся режиме. В режиме запуска питание устройства управления (УУ) осуществляет схема запуска (СхЗ). В установившемся режиме на УУ поступает с выхода выходного фильтра (ВыхФ) служебное напряжение величиной 15 В. В зависимости т варианта исполнения ВИП-У подключается к первичному источнику постоянного напряжения с номинальным напряжением 24, 50, 75, 110 В. При этом допускается наличие у первичного источника низкочастотной пульсации двойной амплитудой не более 10% от номинального напряжения. При поочередном включении силовых ключей (СК), в зависимости от коэффициента заполнения ШИМ, определяемого потребляемой мощностью нагрузок, энергия, передаваемая от первичного источника через выходные выпрямители ВЫХ ВП, запускается в индуктивно-емкостных выходных фильтрах ВЫХ Ф и расходуется до очередного включения СК.

    Стабилизация напряжения «+5 В» происходит под влиянием сигнала обратной связи, действующего от устройства формирования сигнала обратной связи (УОС) на УУ, а остальные напряжения стабилизируются попутно с напряжением «+5 В», за счет примерно одинаковых с этим напряжением зависимостей от изменения входного напряжения ВИП-У. Возникающая ошибка в стабилизации остальных выходных напряжений мала и обеспечивает отклонения напряжений выходов «+10 В», «+15 В», «-15 В» не более 10%. Выходное напряжение «+12 В ст» поступает с выхода микросхемы - стабилизатор напряжения. В режиме запуска питание устройства управления осуществляет компенсационный стабилизатор постоянного тока последовательного типа, в который входят параметрический стабилизатор VD4, R33, R34 и регулирующий элемент VT1. Здесь напряжение на выходе стабилизатора равно разности между опорным напряжением, снимаемым с выхода параметрического стабилизатора и радением напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT1 и составляет 10 В. В установившемся режиме служебного напряжения источника питания величиной 15 В запирает транзистор VT1 и питание устройства управления осуществляет служебное напряжение источника.

    В состав схемы силового ключа входят следующие элементы:

    1. основные транзисторы силового ключа VT2, VT3;

    2. запирающие транзисторы VT4, VT5;

    3. диоды VD11, VD12.

    В качестве основных транзисторов силового ключа применены мощные

    р-канальные полевые транзисторы типа MOSFET. Малое сопротивление канала и высокое быстродействие, определяемое практически только скоростью заряда-разряда затворной емкости, позволяет эффективно коммутировать большие мощности с малыми потерями. Схема работает следующим образом.

    Включение основного транзистора VT3 производится подачей на затвор импульсов напряжения 12-15В. Отпирающие импульсы формируются микро-схемой управления D2 и поступают с вывода D2:11 через диод VD11 на заряд затворной емкости транзистора VT2. После достижения на затворе пороговой величины 2-4В происходит отпирание транзистора. Поскольку заряд емкости производится форсированно, без ограничения тока, время включения минимально. Во время действия отпирающего импульса, р-n-р транзистор VT4 запрет отрицательным напряжением база-эмиттер величиной 0,5-1В, формирующимся на открытом диоде VD11.

    После окончания отпирающего импульса на выходе D2:11 диод VD11 запирается обратным напряжением между затвором транзистора VT2, действующем на катоде диода VD11 и общей цепью «ВАТ», подключенной к аноду диода VD11 через резистор R13. Соответственно открывается запирающий транзистор VT4 базовым током, текущим от эмттера транзистора VT4 через базу и резистор R13 в общую цепь «-ВАТ», к которой подключена отрицательная обкладка паразитной затворной емкости транзистора VT2. Сопротивлением датчика тока R23…R30 при этом можно пренебречь. Происходит форсированный разряд затворной емкости коллекторным током запирающего транзистора VT4 до напряжения меньшего порогового и ускоренное запирание основного транзистора VT2.

    Разряд остаточного заряда затворной емкости и удержание основного транзистора VT2 до следующего отпирающего импульса в выключенном состоянии осуществляется за счет резистора R20, включенного параллельно затворной емкости между затвором и истоком транзистора VT2. Демпфирующая цепочка R22, С9 предохраняет транзисторы СК от выбросов напряжения на стоках в моменты коммутации ключа, а также обеспечивает устойчивость работы ВИП-У при малых нагрузках. Для снижения коммутационных помех СК, наводимых на внешние цепи первичного питания, ВИП-У запитан через входной фильтр ВхФ, собранный на магнитосвязанном дросселе L1 и конденсаторах С6,С7.

    Устройство управления силовым ключом выполнено на микросхеме D2, которая выполняет следующие функции:

    1) управляет включенным и выключенным состоянием силовх транзи-сторов VT2, VT3;

    2) формирует опорное напряжение.

    В состав микросхемы D2 входят следующие функциональные узлы:

    1) ГПН – генератор пилообразного напряжения. Частота ГПН задается элементами С4 и R9;

    2) НСН – непрерывный стабилизатор напряжений – формирует опорное напряжение «+5 В»;

    3) ОУ1, ОУ2 – операционные усилители, в схеме не задействованы, их выходные напряжения равны 0 В;

    4) КП – компаратор паузы – формирует защитный интервал от протекания сквозных токов СК в двухтактном режиме и изменяет длительность паузы в зависимости от сигнала на входе D2:7;

    5) ЛС – логическая схема, построенная на логических элементах ЛЭ1-ЛЭ5 и триггере-фазорасщепителе Тф, в зависимости от сигнала на входе микросхемы D2:16 формирует однотактный или двухтактный выход на выходах D2:11-12;

    6) УС1, УС2 – усилители мощности с выходным постоянным током до 200 мА каждый. Формирует отпирающие импульсы для СК.

    Выходными сигналами УУ являются сигналы, формируемые узлами: УС1, УС2 – управляет транзисторами VT2, VT3; НСН – формирует опорное напряжение «+5 В». Устройство управления поддерживает стабильным выходное напряжение «+5 В» за счет изменения длительности выключенного состояния СК при постоянной суммарной длительности включенного и выключенного состояния СК. Управления производится путем управление длительностью открытых усилителей УС1 и УС2. Это управление осуществляет логическая схема (ЛС).

    На инвертирующие выходы компараторов КП и ШИМ поступает пилообразное напряжение с генератора ГПН. НА неинвертирующий вход компаратора ШИМ поступает сигнал с ОУ1, ОУ2, равный «нулю». На неинвертирующий вход компаратора паузы КП поступает сумма выходного напряжения компаратора, проходящего через развязывающий диод VD2, напряжения с делителя R5, R7, задающего максимальный коэффициент заполнения ШИМ, и сигнала точной обратной связи с выхода УОС, проходящего через токоограничивающий резистор R35. Компаратор КП формирует паузу между импульсами управления СК. Чем больше сигнал на неинвертирующем входе КП , тем больше пауза, следовательно меньше коэффициент заполнения ШИМ. На вход ЛС поступают сигналы с выходов компараторов КП и ШИМ. При высоком уровне сигналов на выходах ЛС, на выходах ЛС появляется «1» и УС1, УС2 открываются. При низком уровне сигналов на каком-либо входе ЛС, на выходе ЛС появляется «0» и УС1, УС2 закрываются. В режиме, когда по любому из выходов ВИП-У возникает перегрузка, сигнал перегрузки с выхода компаратора D1:1 превышает величину пилообразного напряжения, вызывая закрытие УС1 и УС2.

    Основными элементами схемы устройства защиты являются:

    1. компаратор D1;

    2. схема установки тока перегрузки R1…R4, VD1;

    3. времязадающий конденсатор С5.

    Схема работает следующим образом.

    Компаратор D1 сравнивает напряжение на инвертирующем входе D1:3 с пороговым напряжением, которое поступает через делитель R8, R6 на неинвер-тирующий вход D2:2. На вход D2:3 поступает сумма напряжений с датчика тока R23…R30 через резистор R3 и части входного напряжения со схемы установки тока перегрузки R1…R4, VD1. Величина напряжения на входе D1:3 не зависит от изменения тока через датчик тока при изменении входного напряжения за счет обратно пропорционального изменения напряжения со схемы установки тока нагрузки. В режиме перегрузки, возникшей в выходных цепях ВИП-У, напряжение с датчика тока R23…R30 превышает опорное напряжение с делителя R6, R8 и компаратор D1 переключается в состояние «перегрузка». При этом с выхода D1:1 «открытый эмиттер» сигнал перегрузки величиной 5 В заряжает времязадающий конденсатор С5 и поступает через диод VD2 на вход дистанционного управления микросхемы D2:7, блокируя формирование отпирающих импульсов на СК. Разряд конденсатора С5 происходит через диод VD2 и резистор R5. Постоянная времени разряда составляет 15-20 периодов ГПН, что обеспечивает ограничение потребляемой мощности ВИП-У в режиме короткого замыкания и позволяет прибору находиться в этом режиме продолжительное время без выхода ВИП-У из строя. После устранения короткого замыкания по выходам, ВИП-У «мягко» выходит из режима короткого замыкания в стационарный. Происходит это счет плавного разряда конденсатора С5 и, соответственно, увеличения коэффи-циента заполнения ШИМ до номинального. Кроме защиты ВИП-У от постоянных перегрузок СхЗ обеспечивает «мягкий» режим запуска при включении изделия.

    В состав схемы устройства обратной связи входят:

    1. дифферинциальный усилитель D4;

    2. оптопара D6;

    3. источник опорного напряжения.

    Схема работает следующим образом.

    Резисторы R10, R11, R12, R18 задают коэффициент усиления операционного усилителя D4. На инвертирующий вход D4:2 поступает напряжение выхода «+5 В» через делитель R15, R16. Разность входных напряжений усилителя D4 усиливается и поступает через токоограничивающий резистор R15 на вход оптопары D6:1, управляя величиной напряжения на выходе D6:5, которое поступает на вход микросхемы D2:7 и регулирует длительность управляющего импульса. Оптопара D6 гальванически развязывает выходную цепь «+5 В» от входных цепей. При работе УОС в режиме регулирования, выходной транзистор оптопары находится в активном режиме, шунтируя вход управляющей микросхемы D2:7. В случае выхода из строя обратной связи, выходной транзистор оптопары закрывается и микросхема D2 выключается, так как на вход 7 поступает запирающее напряжение с делителя R5, R7. Источник опорного напряжения состоит из источника стабильного тока, собранного по схеме «зеркало тока» на транзисторной матрице D5 и резисторе R17.
    1   2   3   4   5

    написать администратору сайта