Управление инверторами и преобразователями с помощью специализированных ИС

May 29, 2010 by admin Комментировать »

Инверторы и преобразователи нередко являются частью больших систем, типа источников питания, стабилизаторов, устройств для управления элект­родвигателями и т.д. В таких случаях их выходные напряжения являются объектом управления. Управление может быть ручным или автоматическим. Одной из наиболее трудных задач при разработке этих систем бьыа реализа­ция маломощных и логических схем, осуществляющих это управление. Пе­ред конструктором возникает множество проблем, если такая схема управле­ния использует дискретные компоненты. Кроме того, сложность и стоимость такой схемы управления обычно достаточно высоки. Это часто вызывает удивление, поскольку считается, что большая часть усилий при разработке по праву приходится на силовые цепи. Чтобы получить надежность, воспро­изводимость, приемлемый объем, и операционную гибкость, часто приходи­лось мириться с худшими, чем хотелось бы, параметрами. Например, схема управления должна обеспечить такие возможности, как мягкий запуск, за­щиту от перегрузок, широтно-импульсную модуляцию и регулируемое вре­мя паузы. Здесь мы имеем в виду не автоколебательные инверторы, а инвер­торы с внешним возбуждением.

Весь потенциал современных транзисторов, диодов, трансформаторов и конденсаторов не может помочь перед лицом таких общих проблем управле­ния, как флуктуации, недостаточное время паузы, несимметричный рабочий цикл, а также ограниченная или отсутствующая возможность широтно-им­пульсной модуляции. Эти проблемы можно преодолеть с помощью специ­альных интегральных схем, разработанных для управления инверторами и преобразователями. Две из них представлены ниже.

Единственный параметр – время паузы уже делает эти микросхемы ценными. Это вызвано тем, что одной из трудностей, с которой сталкива­ются при желании иначе управлять инвертором с внешним возбуждением, является возможность появления синфазной проводимости (одновременно проводят оба транзистора). Наличие этого недостатка связано с большим временем выключения транзисторов, с флуктуациями в возбуждающем ге­нераторе и с наличием реактивных нафузок. Хорошим решением этой про­блемы является использование колебаний ступенчатой формы, типа тех, что показаны на рис. 3.7. Такие колебания формируется рассматриваемыми ниже микросхемами.

clip_image002

Рис. 3.7. Идеальная форма колебания для управления инвертором с внешним возбуждением.

Схема управления импульсным стабилизатором МС3420 (фирма Motorola) Микросхема МС3420 расположена в 16-контактом пластмассовом или керамическом корпусе DIP. Она специально предназначена для широтно-импульсного управления двумя мощными внешними транзисторами. Частота выходных сигналов лежит в диапазоне от 2 до 100 кГц. Две или больше схем МС3420 можно соединять одну за другой, чтобы получить дополнительные синхронизированные сигналы управления для многотранзисторных инверто­ров. Благодаря своим свойствам эта микросхема хороша в качестве запускаю­щей логической схемы для инверторов с тиристорами.

Электрические характеристики микросхемы МС3420 приведены в таб. 3.1. Температурный диапазон для схемы МС3420 составляет от О до + 70’С. Для другой аналогичной схемы МС3520 он находится в пределах от 55 до + 125’С. Блок-схема МС3420 приведена на рис. 3.8. Чтобы обеспечить макси­мальную гибкость схемы, от большинства внутренних точек сделаны вы­воды. Вид сигналов, иллюстрирующих взаимосвязь процессов внутри моду­ля, показан на рис. 3.9.

Таблица 3.1. Электрические параметры микросхем МС3420 и МС3520

Параметр <

Обозначение

Мин.

Тип

Макс.

Ед. измерения

Напряжение питания

Vcc

10

30

В

Потребляемый ток

Ice

16

мА

Диапазон выходных частот

 

2.0

 

100

кГц

Стабильность частоты (Та = отТ^доТ^, 10 В< Vcc< 30 В)

4,0

%

Опорное напряжение

 

7.9

в

Температурный коэффициеш- опорного напряжения (1^=400 мкА)

TCV^

0.006

0.02

% / ‘С

Выходное напряжение

       

в

(L =+40мА)

   

0.5

 

(IoL=+25 мА)

     

0.3

 

Выходное запирающее напряжение

40

в

Выходное напряжение генератора (1^^ = +5 мА)

V

oac

 

0.5

в

Температурный коэффициеот времени паузы

 

0.15

% / ‘С

Входной ток по входам 15 и 16, I„(V„=0.7B)

-0.2

мА

Входной ток по входам 15 „t6.I,„(V,„=2.4B)

40

мкА

Минимальное время паузы

0

МКС

Примечание: %,^,= 15 В, Тд = 25 °С если не указано другое Т,„= О’С для МС3420, .55-С для МС3520

70-С для МС3420, +125’С для МС3520_

Конструктивные решения инверторов и преобразователей

clip_image004

Рис. 3.8. Блок-схема микросхемы управления инвертором МС3420.

clip_image006

Рис. 3.9.Временные диаграммы, иллюстрирующие работу микросхемы.

Управляемый широтно-импульсный модулятор SG2524

clip_image008

Рис. 3.10. Графики для определения частоты колебаний микросхемы МС3420.

Рис. 3.10 позволяет определить частоту выходных колебаний в зависи­мости от сопротивления резистора R и емкости конденсатора С, которые подключаются к выводам 1 и 2. Поскольку с целью размещения всего час­тотного диапазона используется полулогарифмический масштаб, не сразу видно, что частота обратно пропорциональна и Rext, и Cext, Например, при Cext = 0,01мкФ и Rext= 5кОм, выходная частота равна примерно ПкГц. При увеличении Rext jxo ЮкОм частота выходного сигнала становится вдвое ниже предыдущей, то есть 5.5кГц. Кроме того, как видно на рис. 3.9, час­тота генератора пилообразных сигналов равна удвоенной частоте выходных сигналов.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты