Импульсный лабораторный источник питания
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?тываются сопротивления Для градуировки шкалы ограничения тока. Расчет производится при помощи программы Mathcad.
Текст программы
4.4.9 Конденсаторы С2 и Сф, необходимы для дополнительного подавления пульсаций. Используются типовые [2] для данного стабилизатора Сф = С2 = 10мФ.
4.4.10 Так как операционный усилитель используется в качестве компаратора, вводится дополнительная частотная коррекция. Конденсатор Сос=75пФ. А для уменьшения шумов, возникающих при вращении резистора Rд1, параллельно ему подключается емкость C1 = 100пФ.
4.5 Выбор и описание схемы измерения и управления напряжением
.5.1 Для измерения напряжения используется АЦП. Выбирается [8] восьмиразрядная АЦП КР572ПВ3 с параметрами:
входное напряжение, В 10;
напряжение питания, В 5.0;
выходное напряжение низкого уровня, В 0.8;
выходное напряжение высокого уровня, В 4.0;
опорное напряжение, В -10;
напряжение смещения нуля, мВ 50;
ток потребления, мА 4.
Рисунок 4.6 - Типовая схема включения АЦП КР572ПВ3 с внутренним генератором тактовых импульсов
4.5.2 Для поочередного подключения напряжений положительной и отрицательной полярности, необходим управляемый коммутатор. Выбираем [5] коммутатор тока К564КТ3 с параметрами:
напряжение питания, В 12В;
максимальное напряжение коммутации, В 12;
максимальный ток коммутации, мА 10;
управляющее напряжение низкого уровня, В 0.8;
управляющее напряжение высокого уровня, В 2.2.
4.5.3 Так как измерение и коммутация выполняется только положительного напряжения, необходимо напряжение отрицательной полярности преобразовать в положительную такого же уровня. Для этого используем свободный операционный усилитель микросхемы КР1401УД2 (пункт 4.4.1).
Рисунок 4.7 - Схема инвертирующего усилителя
Коэффициент передачи:
Для единичного коэффициента передачи необходимо, чтобы сопротивления резисторов R1 и R2 (Рисунок 4.7) были равны. Принимаются сопротивления резисторов R1 = R2 =10кОм.
4.5.4 Для управления транзисторными ключами необходимы две четырех разрядные шины данных. Для считывания информации с АЦП необходима восьми разрядная шина данных и один разряд для управления АЦП. Также необходимо два разряда для управления коммутатором. И работу всех устройств необходимо согласовать с портом компьютера. Обеспечить выполнение данных задач можно при помощи микроконтроллера КМ1816ВЕ51. Назначение выводов микроконтроллера приведено на рисунке 4.8. Тогда окончательно схема измерения и управления напряжением будет иметь вид рисунок 4.9.
Рисунок 4.8 - Наименование выводов МК51
Рисунок 4.9 - Схема измерения и управления напряжением
4.5.5 Для нормальной работы АЦП необходимо задать опорное напряжение Uоп = - 10В. Но так как имеется Uп = -12В, то необходим делитель. Задается ток делителя 10мкА, тогда:
Выбираются типовые значения сопротивления Rд1 = 20 кОм, Rд2 = 100 кОм.
4.5.6 Текст программы для микроконтроллера на языке асемблер.
ORG 00h
SJMP Start
Start: MOV A,# F0h
MOV P1, A
SET P2.3,#0
SET P2.0,#1
M1: JB P3.7, M1
IN A, P3.0
M2: SET P2.1
CLR P2.0
MUV A, P0
M3: MOV P3.1, A
SET P3.6
JB P3.7, M3
CLR P2.1
SET P2.0
SET P2.2
CLR P2.0
MUV A, P0
M4: MOV P3.1, A
SET P3.6
JB P3.7, M3
CLR P2.2
SET P2.0
SJMP M2
4.5.7 Текст программы для последовательного порта ПК на языке асемблер
ORG 00hStart
Start: MOV A,# 00h 09H Введите напряжение отрицательной полярности
INT 02HA, AL
RLC AAA
RLC A 09H Введите напряжение положительной полярности
INT 02HALA, AL
OUT COM1, ARW,#1: JB RD, M1COM1RW,#1A, 32h AH, A
INT 09H Напряжение положительной полярности, мВ
INT 0AH: JB RD, M2COM1RW,#1A, 32h
MOV AH, A
INT 09H Напряжение отрицательной полярности, мВ
INT 0AH
SJMP M1
5. КОНСТРУКТОРСКО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
.1 Расчет теплового режима
.1.1 В связи с тем, что используются два мощный транзистора необходимо предусмотреть их охлаждение. Максимальная рассеиваемая мощность на транзисторах:
Ррас.= Iн.макс. (Uвх - Uвых.мин.) (5.1)
Рк.макс = 8 (12 - 1.5) = 84Вт
5.1.2 Выбранные транзисторы КТ8101А и КТ8102А обладают следующими тепловыми характеристиками [3]:
тепловое сопротивление переход - корпус ?пк, 0С / Вт 0.7,
максимальная температура p-n перехода Тп.макс, 0С 150.
5.1.3 Для нормальной работы транзисторов необходимо обеспечить температуру перехода Тп = 1200С. Исходя из этого [3] рассчитывается тепловое сопротивление радиатор - среда в 0С / Вт.
,
где Тс - температура среды Тс = 400С,
?кр - тепловое сопротивление корпус - радиатор, при использовании теплопроводящей смазки ?кр = 0.150С / Вт.
5.1.4 Такое тепловое сопротивление от радиатора к внешней среде может обеспечить только радиатор больших размеров. Поэтому необходимо использовать принудительное воздушное охлаждение. В импульсном источнике питания DTK уже установлен вентилятор принудительного охлаждения со скоростью передачи воздушного потока 0.5м3/с. Выбирается [3] стандартный радиатор IE2000-06-T6421-W421. Данный радиатор при использовании принудительной вентиляции со скоростью передачи воздушного потока 0.2м3/с обладает тепловым сопротивлением ?рс = 0.090С / Вт. Внешний вид радиатора приведен на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1 - Радиатор IE2000-06-T6421-W421.
5.2 Конструкторский анализ схемы
5.2.1 Наиболее