Функциональная схема цифрового СИФУ. Расчёт схем и основных блоков. Разработка принципиальной схемы устройства и расчёт всех его элементов

Генераторы – специальные элементы цифровых устройств, предназначенные для формирования последовательности электрических сигналов различной формы. Последовательность сигналов может быть регулярной или с прерываниями, в том числе с изменением параметров и формы электрических сигналов. Генераторы обеспечивают работу цифрового устройства во времени по закону, определяемому внутренней структурой устройства, и характеризуется частотой сигнала, стабильностью частоты, возможностью управления частотой, формой сигнала, скважностью, видом последовательности сигнала

К561ЛП12

К561ЛИ2

К561ЛА7

К561ИП2

К561АГ1

Рис.3.7. Принципиальная схема усилителя импульсов и выходного                               устройства

На схеме ТИ – импульсный трансформатор с числом витков  и . Отсюда :

Величина импульса

По каталожным данным находим величину тока управления для силовых тиристоров.

К примеру Т25-7 

Для ограничения тока при открывании  нужно сопротивление :

Принимаем

Выбираем VD9 по требуемому напряжению стабилизации 12В. По справочнику выбираем КС512А.

Выбираем VD8 по прямому и обратному напряжению с коэффициентом запаса равным 2.

        

По справочнику выбираем 2Д504А.

              

Найдём ток в первичной обмотке трансформатора

Требуемый коэффициент передачи базового тока транзисторов VT1 и VT2:

 - выходной ток “ИЛИ-НЕ”.

По справочнику выбираем транзисторы КТ503А

      

 

Принимаем

   примем

где  напряжение входа устройства равное  элемента “И”

Для защиты базо-эмиттерного  перехода транзистора ставим сопротивление  

Выбираем диод VD7 по обратному напряжению с коэффициентом запаса 2:

По справочнику выбираем КД520А

    

Для защиты транзисторов ставим диод VD6, проверяем диод на напряжение с коэффициентом запаса 2: 

Выбираем КД519Б     

VD6 ставится для защиты транзисторов от напряжения обратной полярности.

Выбираем стабилитрон  VD1 по напряжению стабилизации. Мне нужен стабилитрон  на 10В . По справочнику выбираем Д815Г   .

Рассчитаем    и . Определим число в десятичной форме, которое будет соответствовать углу

Определим соответствующее этому числу напряжение :

, где   - диапазон возможного для АЦП изменяющего сигнала

Примем   ,тогда  рассчитывается по формуле

Примем 

4.Описание работы схемы в различных режимах

Опишем работу ЦСИФУ для одного тиристора VS1, т.к для остальных случаев она аналогична.

Принцип работы заключается в следующем. Подавая сигнал АЦП К1113ПВ1 на его выводах А0-А8, появляется код, который записывается в счетчики DD.3.1,DD3.2,DD3.3.

Разберём работу синхронизирующего устройства. Пусть на выходе компаратора DA1 в начальный момент времени отрицательное напряжение. В точке естественной коммутации фазы “ C ” и фазы “ A “ (момент времени t1 см. диаграмму работы ) компаратор переключится и напряжение на его выходе станет положительным. После RC – цепи появляется положительный импульс ( в момент переключения компаратора), который подаётся на вход элемента ” ИЛИ-НЕ “ (DD2). На выходе элемента “ ИЛИ-НЕ ” появится низкий уровень сигнала, который запускает RS – триггер (DD8.1,DD8.2). На выходе триггера Q устанавливается сигнал логической единицы. Этот сигнал, попадая на ключ ( построенный на логическом элементе “ И ”(DD7.1)) вместе с импульсами от автогенератора ( DD1), замыкают его.

Импульсы от кварцевого автогенератора (DD1) поступают на вход -1 счётчика DD3.1. “ Cчёт на уменьшение”. Импульсы автогенератора будут уменьшать содержимое счётчиков DD.3.1,DD3.2,DD3.3.( отсчитывая угол ). После того как последний (старший ) разряд счётчика  DD3.3 обнулится, на его выходе Р появится импульс низкого уровня. Этот импульс подаётся на  DD5.4, где инвертируется. Одновременно этот импульс подаётся на вход  ( сброс ) триггера и устанавливает его в нулевое состояние, тем самым размыкая ключ DD7.1. В это же время и происходит запись числа в счётчик СТ2.

DD5.4   выполняет логическую функцию “ И – НЕ ”. После  DD5.4   импульс высокого уровня подаётся на одновибратор  DD10  , запуская его. Одновибратор делает импульс шире, т.е. достаточным для открывания тиристора.

Расширенный импульс подаётся на элемент “ И ” (DD5.1).Для того чтобы подать импульс на нужный тиристор и исключить подачу отпирающего импульса на несколько тиристоров одновременно мы поставили комплект элементов “ И – НЕ ” ,“ И ” ( в схеме этот комплект на микросхемах: DD6.2 и DD7.2, DD6.4 и DD7.4, DD6.3 и DD7.3) для каждой фазы ( т.е. каждого тиристора в нулевой схеме ТП).

Элементы DD6.3 и DD7.3 осуществляют разрешение подачи импульса на VS1, подавая сигнал логической единицы к элементу DD5.1. На элементы “ И ” фазы “ B ” ( DD5.2) и фазы “ C ” ( DD5.3) от выходов DD7.4 и DD7.2 соответственно подаётся сигнал логического нуля, тем самым