Микропроцессорная система управления скоростью вращения двигателя постоянного тока
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?зображения0000001DCB40 мсСдвиг000001S/CR/L**40 мсЗапись данных10WRITE DATA40 мс
/D=1-инкремент адреса при вводе символа (0-декремент)
S=1-сдвиг всего изображения при вводе символа
S/C=1/0-изображение сдвигается/нетR/L=1/0-сдвиг вправо / влево
D=1-включение дисплеяC=1-включение курсора
B=1-мерцание символа, под которым курсор
Рисунок 3.3 двухстрочный ЖКИ HDD44780.
DB0-DB7 - входы данных;
R/W - чтение / запись;
V0 - яркость;
E - разрешение;
RS - данные / команды.
3.4 Выбор датчика скорости
В качестве датчика для измерения скорости вращения вала ДВС выбираем датчик на основе эффекта Холла GT101DC фирмы Honeywell. Внешний вид GT101DC изображен на рисунке 3.4.1, а функциональная схема изображена на рисунке 3.4.2
Рисунок 3.4.1. Внешний вид GT101DC
Рисунок 3.4.2. Функциональная схема GT101DC
Назначение внешних выводов GT101DC представлено в таблице 3.4.1.
Таблица 3.4.1. Назначение внешних выводов GT101DC
ВыводОбозначениеНазначение вывода1VDDНапряжение питания (+5В)3OUTВыходной сигнал2VSSОбщий вывод101DC имеет следующие технические характеристики:
Тип выходного сигнала:пороговыйТип чувствительного элемента:элемент ХоллаНаличие встроенного магнита:естьТип чувствительности к полю:встроенный магнитИндукция включения при 25оС, Гаусс:-Индукция выключения при 25оС, Гаусс:-Максимальная чувствительность, мВ / Гаусс:-Макс рабочая частота, кГц:100Время нарастания сигнала, мкс:15Мин напряжение питания, В:4.5Макс напряжение питания, В:24Макс выходной ток, мА:20Температурный диапазон, гр. С:-40…150Корпус:1GT1Производитель:Honeywell Inc.
Принцип действия датчика заключается в наведении разности потенциалов на границах полупроводниковой пластины с током, во внешнем магнитном поле. Усиленная датчиком разность потенциалов прямо пропорциональна напряжённости магнитного поля в области его установки. Таким образом, при размещении датчика вблизи вращающейся детали на выходе будет генерироваться цифровой сигнал.
3.5 Выбор IGBT транзистора и драйвера IGBT
Для обеспечения ШИМ выбираем IGBT транзистор SKM75GB063D фирмы Semicon. Данный IGBT имеет следующие отличительные особенности:
N-канальная гомогенная кремниевая структура (NPT IGBT, непробиваемый биполярный транзистор с изолированным затвором)
Малый хвостовой ток с малой температурной зависимостью
Высокая стойкость к короткому замыканию, самоограничение при закорачивании затвора с эмиттером
Положительный температурный коэффициент VCEsat (напряжение коллектор-эмиттер в насыщении)
Очень малые емкости Cies, Coes, Cres
Исключено защелкивание
Быстродействующие диоды, выполненные по запатентованной технологии CAL (управляемый осевой ресурс), с плавным восстановлением
Изолированная медная базовая пластина, выполненная с использованием технологии DBC (непосредственное медное соединение) без жесткой формовки
Большой зазор (10 мм) и путь утечки (20 мм)
В таблице 3.5.1 указаны рабочие характеристики IGBT транзистора
Таблица 3.5.1. Рабочие характеристики SKM75GB063D
ОбозначениеНаименованиеУсловия снятия характеристикимин.ном.макс.Единица измеренияIGBT-транзисторVGE(th)пороговое напряжение затвор-эмиттерVGE = VCE, IC = 1 мА4,55,56,5ВICESколлекторно-эмиттерный ток отсечки при соединении затвора с эмиттеромVGE = 0, VCE = VCES, Tj = 25 (125) C0,10,3мАVCE(TO)постоянное пороговое напряжение коллектор-эмиттерTj = 25 (125) C1,05 (1)ВrCEдифференциальное сопротивление открытого каналаVGE = 15 V, Tj = 25 (125) C14 (18,7)мОмVCE(sat)напряжение коллектор-эмиттер насыщенияICnom = 75 A, VGE = 15В, на уровне кристалла2,1 (2,4)2,5 (2,8)ВCiesвходная емкостьпри следующих условиях: VGE = 0, VCE = 25 В, f = 1 МГц4,2нФCoesвыходная емкость0,5нФCresобратная переходная емкость0,3нФLCEпаразитная индуктивность коллектора-эмиттера30нГнRCC'+EE'суммарное переходное сопротивление выводов коллектора и эмиттератемпература выводов полупроводника Tc = 25 (125) C0,75 (1)мОмtd(on)длительность задержки включенияVCC = 300 В, ICnom = 75 A60нсtrвремя нарастанияRGon = RGoff = 15 Ом, Tj = 125 C50нсtd(off)длительность задержки выключенияVGE = 15В350нсtfвремя спада35нсEon (Eoff)рассеиваемая энергия в процессе включения (выключения)3 (2,5)мДж
Для 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 3.5 Схема подключения драйвера IGBT IR2118
Данный драйвер имеет следующие технические характеристики:
Функциональность:Верхн и нижн плеча прямНапряжение 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 50 нсПроизводитель:International Rectifier
3.6 Выбор стабилизатора напряжения
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 3.5.
а) б)
Внешний вид (а) и типовое включение (б) КР142?/p>