Принцип работы схемы управления

Схема управления работает по вертикальному принципу

Сравнение входного, относительно медленно изменяющегося сигнала с пилообразным сигналом, задаваемым генератором с интегрирующим выходом, происходит на компараторе. Если входной сигнал превышает сигнал пилы, то компаратор открыт, если наоборот – закрыт.

Сигнал с компаратора через оптопару открывает первый транзистор и не дает открываться второму транзистору. Этим самым исключается короткое замыкание источника. То же самое происходит с третьим и четвертым транзисторами

Оптопара необходима для гальванической развязки управляемой схемы и силовой.

При росте ширина импульсов растет, при уменьшении - сужается.

Временные диаграммы иллюстрируют этот эффект. Отметим, что частота следования токовых импульсов получается в два раза выше чем частота импульсов, задаваемая генератором. В этом несложно убедиться, если построить временные диаграммы для всех управляющих сигналов на одном графике, как это приводится в методических указаниях по курсовому проектированию.

Схема блока управления представлена ниже.

При расчете усилителя мощности принимают наибольшую относительную замкнутость ключей моста t_m =0,9 и наибольшее значение напряжения предварительного усилителя U _{пу мах} = 10В.

Напряжение питания моста U₀ и максимальный ток коллекторов транзисторных ключей в режиме пуска I_{k мах}.

Напряжение выпрямителей цепей фототранзисторов равно U_b =10B, а добавочные сопротивления выбираются из условия:

r _y = U_b / I _{фт. доп} < r _у < U_b / I _{d мах}.

Блок управления работает по вертикальному принципу. Мультивибратор МВ, настроенный на частоту f₀=400Гц, вырабатывает на вторичных обмотках напряжение в форме меандра.

Транзисторы моста выбираются из условий:

U _{кэ доп.} >U₀ ; I _{к доп.} >I _кмах; I _{d м} =I _кмах /b<I _{фт. доп},

где I _{фт. доп} =0,2А – допустимый ток фототранзистора рекомендуемой оптопары типа АОТ11ОГ.

Широтно-модулированные импульсы подаются на светодиоды оптопары. Для обеспечения требуемого закона модуляции управляющих напряжений ключей моста применяется инвертирование. Опорное напряжение инвертируется инвертором на операционном усилителе ОУ2, а выходные сигналы компараторов логическими элементами «НЕ».

Графики сигналов представлены далее.

Период чередования импульсов напряжения на нагрузке равен полупериоду меандра Т _м = 1/(2 ^.f ₀ ) =1,25^.10^-3с.

Выходные напряжения компараторов и логических элементов подаются на светодиоды оптопар ОП1-ОП4. Напряжения управления U _у1 -U _у4, подводимые к транзисторам моста, повторяют в определенном масштабе форму импульсов на светодиодах U _д1 -U _д4 и соответствуют состояниям проводимости транзисторных ключей моста.

Выбирают U_r = 10В и ёмкость интегратора С = 0,1 мкф = 10^-7 ф.

Амплитуда опорного напряжения равна U_r. Постоянная времени интегратора T _и =1/K _и =R^.C определяется из условия:

Графики входных и выходных сигналов

Коэффициент усиления УМ: