AVR на принципот на работа на лабораториско напојување во Лајпциг
Потребно е напојување во режим на вклучен режим со најмалку 36V/3A за напојување на енергетската единица. Предноста на напојувањето во режим на вклучување е подобра ефикасност и резултира со помала отпадна топлина и помала тежина.
За жал, фреквенцијата на вклучување на напојувањето во режим на вклучен режим може да се почувствува на излезот. Затоа препорачувам конвенционален трансформатор.
со трансформатор
Ова значи дека мојот трансформатор има излезен напон од 30 волти и 2 ампери. Причината е факторот на загуба на моќност од приближно 1,8, што треба да се пресмета за трансформаторот.
Формула:
Со мојот 100VA трансформатор, тоа само прави ефективни 55,5VA. Со 180VA трансформатор со 2x 15V 30V/3A исто така би бил возможен.
Мост Грац со Сибелкос:
(кликнете за зголемување)
8000 μF работи само ако трансформаторот сè уште има доволно голема резерва на енергија. Бидејќи мојот трансформатор е прилично мал, морав да обезбедам 15000 μF.
Контролна единица за напојување
Трансформатор 9V со жици според [3] е одговорен за набавка на контролниот дел и дигиталниот дел. Нерегулираното снабдување со OPV не претставува проблем, бидејќи +/- 12V служат само за снабдување на OPV.
Додаток: Бидејќи напонот на отворено коло на малиот трансформатор е преголем, инсталирав 2 10Volt Z-диоди со сериски отпорници на излезот за симетрично напојување.
(кликнете за зголемување)
Употребата на конвертор DC/DC не успеа поради високото ниво на пречки на излезот од 5V на тестираниот конвертер. Имаше кратки скокови на осцилоскопот со основно оптоварување од 10mA. Треба да се стравува дека овие нарушувања ќе влијаат на регулацијата и на излезниот напон.
Дополнително напојување
Покрај контролираниот извор на напон, треба да има и други извори на напон. Обично ви требаат 5Volt за дигитални кола како AVR микроконтролер и за напојување на OPV обично +/- 12Volt. Потоа, за ова може да се користат изворите на фиксен напон. За 5Volt користам напојување со прекинувач од 7,5 V, кое е дизајнирано како приклучок за напојување. За +/- 12Volt користам рамен трансформатор 230V/2x15V. За регулирање се користат регулатори на класични серии. Овие исто така придонесуваат за ефикасно сузбивање на мешањето.
(кликнете за зголемување)
Заштита од прекумерна струја
Всушност, сакав да ги заштитам дополнителните напојувања со осигурувачи. Немам претстава што ме возеше. Во ретроспектива, се покажало дека е лош план. Само ќе го менував осигурувачот. Покрај тоа, осигурувачите имаат тенденција да бидат малку слаби како одговор, дури и пргавите. Така, развив и користев електронски исклучувања на прекумерната струја за дополнителните залихи.
Колото работи само со напон на напојување +/- 15V на OPV. Причината е заедничкиот опсег на режими на користениот OPV. TL084 или TL082 може да обработи влезен сигнал до позитивниот напон на напојување, но не и влезен сигнал што се протега до негативниот напон на напојувањето. Како решение, со OPV работат со 3V поголем напон на напојување.
Принцип на заштита од прекумерна струја на напојувањето + 12V
(кликнете за зголемување)
По линеарниот регулатор за 12 волти, има шант од 0,5 оми. Падот на напонот преку овој отпорник е пропорционален на струјата што тече.
Формула:
Овој напон се засилува со диференцијален засилувач и потоа се напојува на компараторот. Прагот на преклопување или струјата на прекинување се поставува со помош на потенциометарот на компараторот. Спуштениот флип-флоп го презема исклучувањето дури и во случај на прекумерен тек на пулсот. Се ресетира со исклучување и повторно вклучување на лабораториското напојување. Ова значи дека единицата за напојување мора намерно да се исклучи и повторно да се вклучи во случај на дефект. Самото исклучување го прави P-канал MOSFET.
Принцип на заштита од прекумерна струја на напојувањето од -12V
(кликнете за зголемување)
Колото е идентично со колото за + 12V, но разликата е во тоа што е исклучено негативното напојување. Она што останува тука е фактот дека всушност GND има повеќе позитивен потенцијал во споредба со -12V. За да можете безбедно да го исклучите MOSFET, неопходен е контролен напон на истиот негативен потенцијал од -12V. Излезот на флип-флопот може да произведе само GND или + 12Volt, што е дури и повисоко во потенцијал од GND. Трикот тука е диодата Зенер. Секоја диода на Зенер има напредок во 3-от квадрант по својата карактеристика. Го искористив ова. Анодата е на портата на мосфетот и се држи во негативен потенцијал преку отпорник R20. Ова значи дека Зенер диодата спроведува кога се применуваат 12 волти на нејзината катода и кога се применуваат 0 волти тоа е висока отпорност. Спротивно на тоа, ако флип-флопот излезе 0 волти, N-каналниот мосфет блокира и ако флип-флопот излезе + 12V, мосфетот се префрла низ.
Двете кола комбинирани тогаш резултираат во конечна заштита од прекумерна струја за +/- 12 волти. +/- 15Volt се генерираат од нерегулиран напон со употреба на Зенер диоди.
(кликнете за зголемување)
Наместо TL084, може да се користи уште еден 4-насочен OPV. OPV треба да издржи само напон на напојување од 30V (TL074, LM324 ...).
Заштита од прекумерна струја + 5V
(кликнете за зголемување)
Со 5Volt го избрав истото коло како и со + 12V. Како шант се користи парче жица со пресек од 0,5 mm 2 и должина од 15cm, што потоа е приближно 0,015 Ом. Струјата се мери како мерење на ниска страна. Ова го олеснува изборот на OPV. Инаку, принципот е ист како и следење на +/- 12 волти. Важно е да користите логичко ниво mosfet тука, во спротивно mosfet нема да се префрли целосно на + 5V и внатрешниот отпор е преголем.
Ако сакате да користите друг OPV, треба да обрнете внимание на областа за заеднички режим на OPV. Ова мора да работи со влезен сигнал до GND. TL082, на пример, не може да го стори ова. Најдобар избор овде е OPV од влез во шина до железница. Претставник би бил MAX407.
Делот за напојување
Takeе го преземам изведбениот дел од [4] и ќе го прилагодам на моите потреби.
Пресметка на добивката:
т.е. потребна е добивка од 6 за да постигнеме барем 30V излезен напон со 5V контролен напон.
Бидејќи се покажа дека транзисторот за напојување е неповолен за дисипација на топлина, инсталирав 2 транзистори BD245. Отпорник (паралелно поврзување на 4x 1Ω отпорници = 0,25Ω) во линијата на емитер е важен за да се компензираат различните ширења на транзисторите. Во спротивно, тоа може да доведе до спроведување на едниот транзистор порано од другиот. Ова ја зголемува температурата на чипот, што доведува до понатамошно зголемување на струјата до уништување на овој транзистор. Отпорот на емитер го спротивставува ова. Можете исто така да поврзете понатамошни транзистори паралелно за уште подобра распределба на загубата на енергија, но не смеете да го заборавите отпорот на емитер.
Исто така, потребно е мерно коло за контрола на излезните параметри. За разлика од [3], струјата до земјата се мери со шант од 0,5Ω (паралелно 10x 4,7Ω) или 0,1Ω (паралелно 10x 1Ω), што е значително полесно од мерењето на струјата од висока страна. Тука се користи диференцијално мерење со OPV. Според [11], ова има повеќе линеарна крива на мерење во споредба со методот на мерење од [2] .
Пад на напон преку шантот:
За жал, ова мерење на струјата има влијание врз мерењето на напонот. Ова се компензира со реалниот напон со под-карактер OPV. Ова коло доаѓа од апликациската белешка 450 од ATMEL. Со цел да се компензира замавувањето на напонот на отпорникот на шант кога тече струја, референтната точка на неинвертираниот OPV не е заземјена, туку врската на шант. OPV работи како под-знак и напонот на поместување на шантот веќе нема никакво влијание врз мерењето и контролата.
Пресметка на вредностите:
Засилување на диференцијалниот засилувач:
Резолуција на ЛЦД-екранот на вредноста на напонот:
Аналог на контролен дел
Самата регулација се одвива со 2 оперативни засилувачи, кои имаат ИЛИ коло од 2 диоди на излезот. Принципот може јасно да се види во [1]/страница 9. Потоа, LT1014 се користи во готовиот круг, бидејќи има влезен офсет од само 150 μV. Покрај сузбивањето на вибрациите, и двата OPV имаат систем за компензација на одговор на надворешната фреквенција кој се состои од C3 и C4. Детални објаснувања може да се најдат во [7]. Шотки диодата антипаралелно со излезниот електролитски кондензатор (10 μF/100V) се користи за брзо намалување на напонот на кондензаторот кога се намалува напонот на излезот. Исто така, се планира посебно коло за заштита од прекумерна струја од неправилен поларитет, на пр., На батеријата на излезот. Поставените точки за контрола се направени од ATMEGA8 со 12-битен конвертор DA за напон и струја.
Дијаграмот на колото прикажан овде не е целосен и е само за разбирање. Комплетниот дијаграм на кола може да се најде под: Одбори: Табла за контролер
(кликнете за зголемување)
За тестот, го поставив колото на пробна основа на плоча за леб (без диференцијално мерење и компензација) и успешно го ставив во функција и покрај дивата конструкција.
Доцнење на вклучувањето
Случајно забележав дека висок напон се јавува при вклучување на напојувањето. Причината ќе биде дека + 5Volt е поверојатно од снабдувањето со +/- 10V на OPV.
Додадено е доцнење на вклучувањето за да се спречи ова. Ова коло исто така може да се дополни на постоечка плоча.
Ова го претвора транзисторот Q2 за 0,5 секунди. се чува на земја по вклучувањето и врв на напон не се јавува.
Следење на температурата
Температурата на ладилникот на енергетската единица се следи за безбедност. Ова е направено со биметален прекинувач. Во мојата занаетчиска кутија имаше мал биметалличен прекинувач наречен „PEPI NR“. Ова се вклучува преку 60 ° С. Конрад има слични биметални прекинувачи. Доколку овие се отворат на граничната температура, прекинувачот се поставува помеѓу отпорникот од 1KΩ и земјата. Отпорот 10kΩ е поставен во оловото + 5V. Транзисторот NPN Q5 го вклучува контролниот напон на транзисторот Q2 на земја во случај на аларм. Друга линија оди до контролорот.
(За колото, видете „Дел за аналогна контрола“)
Друга можност е да користите диода или транзистор како сензор.
Потенциометарот се користи за поставување на температурата на која треба да се исклучи единицата за напојување на единицата за напојување.
Заштита од преоптоварување и обратен поларитет
Енергетскиот пакет е способен за континуирани оптоварувања до 30V/3A со трансформатор. Единицата за напојување мора да биде заштитена од неточен поларитет или надворешно напојување преку излезните приклучоци надвор од овој опсег.
Останатите компоненти се за контролни цели и не се прикажани во целост.
Дијаграмот на колото прикажан овде не е целосен и е само за разбирање. Комплетниот дијаграм на кола може да се најде под: Одбори: Излезна табла
(кликнете за зголемување)
Друга варијанта не би била да се користи осигурувач, туку електронски осигурувач како во 2-риот дел од [10]. Ова ја зачувува досадната промена на осигурувачот, но мора да ги прифатите зголемените трошоци на компонентата. Прво ќе ја воведам втората варијанта како електронски осигурувач. Можете да разговарате за неопходноста. Како работи: По вклучувањето, релето се зема автоматски, за разлика од оригиналот. Во случај на неправилен поларитет или проток на струја над 3,5А (прилагодлив со потенциометарот), релето испаѓа и мора рачно да се активира со помош на копчето. Остатокот е сличен на оној опишан во [10]/Дел 2. Ги заменив влезовите на OPV и кондензаторот се полни само кога струјата е надмината.
Колото е Не тестирани.
Соодветното коло може да се најде тука:
(кликнете за зголемување)
Јас и самиот се определив за едноставната варијанта бидејќи резервната копија никогаш не треба да реагира во реална работа. Единствениот случај би бил надворешен напон со погрешен поларитет.