Автоматизация работы теплового насоса
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?тная индуктивность коллектора-эмиттера 30 нГнRCC+EEсуммарное переходное сопротивление выводов коллектора и эмиттератемпература выводов полупроводника Tc = 25 (125) C 0,75 (1) мОм td(on)длительность задержки включенияVCC = 300 В, ICnom = 75 A 60 нсtrвремя нарастанияRGon = RGoff = 15 Ом, Tj = 125 C 50 нсtd(off)длительность задержки выключенияVGE = 15В 350 нсtfвремя спада 35 нсEon (Eoff)рассеиваемая энергия в процессе включения (выключения) 3 (2,5) мДжДля управления SKM75GB063D с помощью микроконтроллера выбираем драйвер фирмы International Rectifier IR2118, которая выпускает широкую гамму микросхем драйверов для управления затворами IGBT и полевых транзисторов. Все драйверы выпускаются в DIP и SMD исполнении с возможностью управления затворами приборов, работающих под напряжением до1200 В при макс. выходном напряжении на затворе до 20 В. Выпускаемые драйверы предназначены для управления затворами верхних, нижних, полумостовых, верхних и нижних, раздельных трехфазных мостовых и трехфазных схем включения.
Рисунок 4.2.7 Схема подключения драйвера IGBT IR2118
Данный драйвер имеет следующие технические характеристики:
Функциональность:Верхн и нижн плеча прям Напряжение высоковольтной части:600Напряжение логической части:10...25Макс. вытекающий ток в/в части:130Макс. втекающий ток в/в части:270Макс. выходное напряжение:20Диапазон рабочих температур:-40...125Корпус:PDIP8Входная логика:TTL/CMOSДополнительные особенности:Задержка 50нсПроизводитель:International Rectifier
Для питания микроконтроллера и остальных элементов схемы используем стабилизатор фиксированного положительного напряжения 5 вольт типа КР142ЕН5А. Выполнен в корпусе ТО - 220. Внешний вид и типовое включение КР142ЕН5А изображены на рисунке 4.2.8.
а) б)
Рисунок 4.2.8 Внешний вид (а) и типовое включение (б) КР142ЕН5А
На рисунке 4.2.8. обозначены:
- вход;
- общий;
- выход.
Несмотря на то, что основное назначение этого прибора - источник фиксированного напряжения, он может быть использован и как источник с регулированием напряжения и тока путем добавления в схемы его применения внешних компонентов. Внешние компоненты могут быть использованы для успокоения переходных процессов. Входной конденсатор необходим только в том случае, если регулятор находится далеко от фильтрующего конденсатора источника питания.
Основные параметры стабилизатора фиксированного напряжения 5 вольт типа КР142ЕН5А приведены ниже:
-выходное номинальное напряжение - 5В;
-выходное минимальное напряжение - 4,9В;
выходное максимальное напряжение - 5,1В;
входное максимальное напряжение - 15В;
-коэффициент нестабильности напряжения, максимальный - 0,05%/B;
-коэффициент нестабильности тока, максимальный - 1,33%/A;
-выходное сопротивление - 17мОм;
ток КЗ - 750мА;
максимальный выходной ток - 1,5А;
рабочий диапазон температур кристалла -45 ... +125С.
4.3Разработка принципиальной схемы контроллера
Структурная схема, разрабатываемой системы представлена на рисунке 4.3.1
Рисунок 4.3.1 Структурная схема, разрабатываемой системы
Рассмотрим общую схему ПАК, в которой показаны все основные блоки и протоколы передачи информации между ними. Эта схема представлена на рисунке 4.3.2.
Рисунок 4.3.2. Функциональная схема ПАК
Процессор предназначен для выполнения вычислений и управления интерфейсами ПАК и управляется микропрограммой, заложенной в восьмибитной DATA FLASH. ОЗУ данной операционной части группового контроллера выполняет вспомогательную функцию хранения промежуточных данных, полученных в процессе обработки информации процессором. Nand Flash выполняет функцию долговременного хранения данных.
Так как процессор обладает большими функциональными возможностями, то решено добавить в схему ПАК несколько периферийных устройств помимо заявленных в техническом задании.
Также в плату ПАК интегрирован IDE интерфейс подключенный на шину EBI.
Данная архитектура ПАК позволяет реализовать большинство возможностей процессора. Это является большим плюсом и позволяет отлаживать большой перечень различных программ самых разнообразных назначений.
Следует заметить, что для осуществления подобной функциональности необходимо подобрать современную элементную базу. И в полной мере может обеспечиваться современными микропроцессорами с RISC архитектурой, имеющими не только достаточный функционал, но и производительность, позволяющие выполнять современные программные инструменты и при этом обладают очень малым энергопотреблением.
4.4 Проектирование печатной платы контроллера
.4.1 Определение общих требований к печатной плате
Материал для печатной платы выбирается по ГОСТ 10316-78. Исходя из характеристик, используемых для изготовления печатных плат фольгированных материалов следует, что стеклотекстолиты превосходят гетинакс по параметрам механических и электрических характеристик, и воздействию влажности, уступая только в диэлектрической проницаемости. Это существенный плюс для использования в аппаратуре, где очень важна надежность материалов. В качестве материала для печатной платы выбран стеклотекстолит марки СФ -2 -35-1.5, толщина фольги 35мкм, платы - 1.5мм.
Таблица 4.4.1
ПоказателиГФ-1ГФ-1-П, ГФ-2-ПГФ-1-Н, ГФ-2-НСФ-1, СФ-2Гетинакс марокАБВПлотность, г/см3с фольгой1,8-2,01,5-1,851,5-1,851,9-2,9---без фольги1,3-1,41,3-1,41,3-1,41,6-1,81,3-1,41,25-1,41,3-1,4Предел прочности при растяжении в кгс/см2 (не менее)80080080020008007001000Водопоглощение в % (не более