Контроль сигналов высокого напряжения на МК

April 14, 2011 by admin Комментировать »

Что считать высоким напряжением для схем на основе МК? Если формально, то всё, что выше напряжения питания. Если с практической точки зрения, то всё, что больше 25…30 В. Диапазон выбран условно, он ни к чему не привязан. Ситуация напоминает известное разделение электроустановок по безопасности на две категории: до и свыше 1000 В (число «1000» не поддаётся строгому математическому расчёту и выбрано как легко запоминающееся).

Высокие напряжения могут быть постоянными, импульсными или медленно изменяюш,имися во времени. Для их снижения обычно используют резисторные делители с конденсаторными фильтрами. При напряжениях более 200 В резисторы надо применять высоковольтные (визуально они узкие и длинные) или обычные, но больших геометрических размеров, например, мош,ностью 0.5…2.0 Вт.

Особое внимание в высоковольтной технике уделяется защите от всплесков напряжений и искровых помех. Ограничительные диоды, разрядники, варисто- ры, стабилитроны и конденсаторы здесь лишними не бывают.

При наладке высоковольтных устройств требуется внимательность и предельная осторожность. Необходимо выполнять простые правила житейской безопасности, а именно, касаться токоведущих частей только одной рукой (другую держать за спиной), находиться подальше от заземлённых предметов (водопроводные краны, батареи центрального отопления), использовать исправный инструмент и надёжные измерительные приборы. Интересно, что на некоторых предприятиях операции по работе с высоким напряжением относят к особо ответственным и выполняют их только в первую (а не во вторую и не в третью) смену.

На Рис. 3.12, а…л показаны схемы подачи высоких рабочих напряжений на линии портов МК.

Рис. 3.12. Схемы подачи высоких напряжений на линии портов МК {начало):

а)      1^ходное напряжение U^^ может достигать 20 кВ. Резисторы        специальные высоковольтные. В целях безопасности их помещают в пластиковый корпус. Конденсатор С/ снижает так называемые «искровые помехи»;

б)      выбор поддиапазонов измерения 1, 10 или 100 В осуществляется переключателем SL Отношение резисторов R5, определяет коэффициент передачи инструментального усилителя Z)/l/ фирмы Analog Devices. Для повышения точности замеров резисторы RI…R3, R5, /?б должны иметь допуск не более ± 1 %;

 

1

 

Рис. 3.12. Схемы подачи высоких напряжений на линии портов МК {продолжение):

в)    защита входа МК элементами RI, VD1, CI. Резистор /?J обязателен при большом пороговом напряжении стабилитрона VDL Сопротивление резистора /?J нужно увеличить до 1…3 кОм, если вместо J^Z)/ будет поставлен мощный TVS-диод, например, P4S1V1A6.8A (6.8 В);

г)     транзистор VTI увеличивает крутизну фронтов сигнала и буферно защищает МК;

д) подключение датчика радиактивного излучения к МК. Для нормальной работы датчика на его обкладки подаётся высокое напряжение 500 В. При регистрации пролетающих частиц происходит локальный пробой и высокое напряжение через делитель /?/, поступает в МК;

е) приём сигналов с напряжением до ±100 В. Компаратор DA1 регистрирует моменты перехода напряжения через нуль, гистерезис 25 мВ. Конденсатор С/ устраняет B4-«3bdh» сигналов;

ж) приём дискретных (цифровых) сигналов, на которые наводятся высоковольтные помехи. Особенности схемы — защитные стабилитроны VDI, VD2, ускоряющая цепочка R3, СЗ, буферный усилитель-инвертор VT1, конденсатор фильтра С4\

ьл

 

Рис. 3.12. Схемы подачи высоких напряжений на линии портов МК {окончание):

з) обработка импульсно-модулированных напряжений амплитудой до 100 В. Инвертор DDI увеличивает крутизну фронтов сигнала и обеспечивает буферную защиту МК;

и) ОУ DA1 служит повторителем входного сигнала. Схема применяетсА при большой длине между ОУ v\ DAI или для защиты МК от перенапряжений. Резистором R1 снижается амплитуда;

к) разрядник FVI защищает 1^ходные цепи от подачи напряжения более 160 В. Диоды VDI,

ограничивают сигнал с Д1^ух сторон. Наличие/отсутствие напряжения фиксирует АЦП МК . Для обычной цифровой линии порта след01шл0 бы удалить диод VD2\

л) при входном напряжении 0…+5 В эквивалентное последовательное сопротивление двух транзисторов VTI, составляет около 2 кОм. При увеличении входного напряжения в диапазоне от 5 до 500 В транзисторы автоматически ограничивают протекающий ток до 1 мА (определяется резистором /?/).

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