🐁 👌🏾 💩 साइन आउटपुट के साथ निरर्थक बिजली की आपूर्ति। भाग 2. एक विद्युत सर्किट आरेख का विकास 🏹 🕖 🤜🏿

प्रस्तावना

में पिछले लेख मैं इस समस्या के निर्माण माना जाता था हीटिंग पंप के लिए साइन उत्पादन के साथ एक कम शक्ति अतिरिक्त शक्ति के स्रोत के 60 वाट ऊर्जा को विकसित करने। इस उपकरण के कार्यान्वयन की अवधारणा को चुना गया था। यह आलेख डिवाइस के विद्युत सर्किट के विकास पर चर्चा करेगा, डिवाइस को बनाने वाले घटकों की रेटिंग चुनने के लिए आवश्यक गणना के साथ। ~~सीएडी और पाठ्यपुस्तकों,~~ ड्राफ्ट, पेंसिल और GOOGLE के

साथ सशस्त्र , हम डिजाइन करना शुरू करेंगे। आइए एक सरल से शुरू करें - डिवाइस की पावर सिस्टम।

खानपान सेवा

सर्किट तत्वों को बिजली देने के लिए, हमें 12, 5 और 3.3 वोल्ट पर तीन ~~प्रकार~~ की डीसी बस की आवश्यकता होती है ।

बारह-वोल्ट बस - मुख्य। यह पुल की बिजली आपूर्ति है, जो एक रैखिक नेटवर्क ट्रांसफार्मर के कम वोल्टेज घुमावदार में वर्तमान को इंजेक्ट करता है। इसमें से हम पुल में शामिल ट्रांजिस्टर के चालक को खिलाते हैं। नेटवर्क स्विचिंग रिले को भी इस बस से संचालित किया जाएगा।

ACS712 करंट चिप, लॉजिक चिप, कैरेक्टर एलसीडी आदि को पावर देने के लिए पांच वोल्ट की बस की जरूरत होती है।

तीन-वोल्ट बस डिवाइस के "दिमाग" को बिजली देगी - MK STM32F100C8T6B।

गीतात्मक विषयांतर

Proteuse v 7.7. , . , Dip Trace. . .

ऐसी योजना का जन्म हुआ: चित्र क्लिक करने योग्य है। 5 और 3.3 वोल्ट बस शेपर्स NCP1117STxx प्रकार के 1% LDO स्टेबलाइजर्स पर आयोजित किए जाते हैं। एडीसी मॉड्यूल की एनालॉग बिजली की आपूर्ति 3.3 वोल्ट बस से अधिष्ठापन, चौरसाई और अवरुद्ध कैपेसिटर के माध्यम से ली जाती है। एनालॉग भूमि को भी विभाजित किया जाना चाहिए। लेकिन इस योजना में ऐसा नहीं है, क्योंकि माप महत्वपूर्ण नहीं हैं, और कुछ अंकों की एक त्रुटि डिवाइस के "ब्रेकडाउन" का कारण नहीं बनेगी। हम एक सॉफ्टवेयर फ़िल्टर लागू करते हैं - एक चलती औसत और यहां तक कि एक श्रेणी में त्रुटियां भी प्राप्त कर सकते हैं।

वर्तमान माप और अधिभार संरक्षण

ACS712ELCTR-05B-T वर्तमान सेंसर एक एकीकृत सर्किट है। हाल का पता हॉल प्रभाव पर होता है। यह सेंसर एमके को आगे और रिवर्स दोनों को मापने की अनुमति देता है। अन्य विशेषताओं को इसके पीडीएफ में पाया जा सकता है । सेंसर आउटपुट एनालॉग है। मिडपॉइंट शून्य करंट = 2.5 वी। के बराबर है। 185 एमवी प्रति 1 एम्पी। हालांकि सेंसर उच्च धाराओं का पता लगाता है, केवल रैखिकता विकृत है, और एक निश्चित वर्तमान में यह संतृप्ति में प्रवेश करती है। तो एमके के साथ सेंसर के आउटपुट को समन्वयित करने के लिए, एक वोल्टेज विभक्त डाल दिया। और पैमाने को आधा में विभाजित करें। एडीसी एमके बिट्स स्वीकार्य सटीकता के लिए पर्याप्त हैं।

एक रैखिक ट्रांसफार्मर की कम-वोल्टेज घुमावदार में अधिभार या शॉर्ट सर्किट के खिलाफ उच्च गति संरक्षण के लिए, एक वर्तमान शंट स्थापित करें। शंट से सिग्नल को op-amp पर मजबूर किया जाता है और तुलनित्र पर हम एक तुलना सर्किट को कुंडी के साथ इकट्ठा करते हैं। अधिभार डेटा को एमके में संचालित किया जाएगा, और इस संकेत के साथ हम सभी पुल कुंजियों को बंद कर देंगे ।

एक छोटा वीडियो, वर्तमान सुरक्षा के संचालन का अनुकरण करते हुए, नीचे प्रस्तुत किया गया है।

शक्ति भाग

RIP का पावर भाग चित्र में दिखाया गया है। तस्वीर क्लिक करने योग्य है। ट्रांजिस्टर पुल वर्तमान शंट पर "निर्भर करता है", उच्च गति सुरक्षा प्रदान करने के लिए। एलसी फिल्टर के माध्यम से पुल आउटपुट, ~ 1 किलोहर्ट्ज़ की कटऑफ आवृत्ति के लिए डिज़ाइन किया गया, जो ट्रांसफार्मर के कम वोल्टेज घुमावदार को खिलाया जाता है। हमें फ़िल्टर और ट्रांसफार्मर के बारे में अधिक विस्तार से बात करनी चाहिए। फिल्टर की गणना तथाकथित तथाकथित "कैलकुलेटर आरएल" लिंक के कार्यक्रम में की गई थी। मुझे साइट नहीं मिल रही है इसलिए, कैलकुलेटर के साथ संग्रह यहां पोस्ट किया गया है । यहाँ गणना स्क्रीन है।

10 मिलिग्री का परिणामी प्रेरण काफी प्रभावशाली है। लेकिन क्षमता सभ्य थी। चूंकि हमारे पास फ़िल्टर से आउटपुट में बदलाव है, आप ध्रुवीय संधारित्र के साथ नहीं कर सकते। उन्होंने सर्किट में समानांतर में दो सिरेमिक कैपेसिटर रखे - 4.7 माइक्रोफ़ारड, एक्स 7 आर, 25 वी (1206)।

प्राप्त आंकड़ों के अनुसार थ्रॉटल की गणना कोइल 32 कार्यक्रम में की गई थी। यहां कार्यक्रम के साथ संग्रह का लिंक दिया गया है। मैंने निम्नलिखित मापदंडों के साथ इस तरह के चोक के लिए फेराइट रिंग का चयन किया: रिंग N87 R25x15x10। यहाँ कार्यक्रम में गणना स्क्रीन है।

यह आवश्यक प्रेरण सुनिश्चित करने के लिए, 1 मिमी के व्यास के साथ तार के 70 मोड़ निकला। यह मैनुअल वाइंडिंग के लिए काफी स्वीकार्य है।

ट्रांसफार्मर की पसंद 9 वोल्ट के द्वितीयक वोल्टेज के साथ एक टीटीपी -60 प्रकार के ट्राओइडल ट्रांसफार्मर पर गिर गई। गणना सरल है। 9 वोल्ट का एक वैकल्पिक वोल्टेज 12.7 वोल्ट का एक आयाम देता है। एक चार्ज बैटरी का वोल्टेज लगभग 13 वोल्ट है। इसलिए हम आउटपुट पर 220 वोल्ट कम या ज्यादा कर सकते हैं। बैटरी चार्ज करने के लिए, निश्चित रूप से पर्याप्त नहीं है। इसलिए, घुमाव 5-6 की माध्यमिक घुमावदार प्राप्त करने का सुझाव है। यही है, एक नल के साथ एक कम वोल्टेज घुमावदार है। वाइंडिंग के चरम टर्मिनलों से हम नेटवर्क से ऑपरेशन के दौरान बैटरी को चार्ज करने के लिए बढ़े हुए वोल्टेज को हटाते हैं। और हम पुल से चरम और मध्य टर्मिनल तक वोल्टेज लागू करते हैं जब हम बैटरी से काम कर रहे होते हैं। वाइंडिंग के चरम टर्मिनलों से लिए गए वोल्टेज के अनुसार, हम बैटरी से ऑपरेशन के दौरान हाई-वोल्टेज वाइंडिंग में वोल्टेज को जज करते हैं, समायोजन के लिए प्रतिक्रिया।

ब्रिज ट्रांजिस्टर को IRS2101S आधा-पुल ड्राइवरों के माध्यम से एमके से नियंत्रित किया जाता है। ऊपरी कुंजियों का प्रबंधन बूटस्ट्रैप योजना के अनुसार किया जाता है। पी-चैनल चार्जिंग ट्रांजिस्टर एक पारंपरिक द्विध्रुवी द्वारा नियंत्रित किया जाता है। चौरसाई चार्ज चोक में समान आयाम और डिज़ाइन मान हैं जो पुल के बाद नियंत्रण रेखा फ़िल्टर में चोक है।

नेटवर्क डिटेक्शन एंड स्विचिंग

नेटवर्क का पता लगाने के लिए, एक संधारित्र पावर सर्किट का उपयोग किया जाता है। वोल्टेज को ऑप्टोकॉपलर को चालू किया जाता है। नेटवर्क की उपलब्धता को नियंत्रित करने के लिए ऑप्टोकॉप्लर का आउटपुट एमके में संचालित होता है। चित्र नीचे दिखाया गया है। तस्वीर क्लिक करने योग्य है। एक शमन संधारित्र, डायोड, एक जेनर डायोड, चौरसाई कैपेसिटर के माध्यम से मेन्स वोल्टेज, एक वर्तमान-सीमित अवरोधक को ऑप्टोकॉपलर एलईडी को खिलाया जाता है। एग्जिट एमके में जाता है। रिले जो नेटवर्क को लोड पर स्विच करते हैं, एमके द्वारा नियंत्रित होते हैं। वर्तमान सुरक्षा op amp और तुलनित्र पर कार्यान्वित की जाती है। तुलनित्र का उत्पादन दो ट्रांजिस्टर में बदल जाता है। एक एमके में सिग्नल डालने के लिए, दूसरा सभी ब्रिज ट्रांजिस्टर को बंद करने के लिए । नीचे दिए गए आंकड़े से पता चलता है कि चालक पुल के लिए सर्किट्री सक्षम करता है। तस्वीर क्लिक करने योग्य है। सभी मानक, अनुसार

डेटापत्रक IRS2101S ड्राइवर पर।

ब्रिज पल्स शेपिंग सर्किट

एमके को बेकार के काम के साथ बोझ नहीं करने के लिए, पुल आवेग संकेतों के गठन को तर्क 1 पर एकत्र किया जाता है। एमके से तीन संकेतों की आवश्यकता होती है। प्रति अवधि एक साइनसोइडल पीडब्लूएम, साथ ही साथ दो असतत संकेत, पहला अर्ध-लहर और दूसरा। इस दृष्टिकोण के कार्यान्वयन को आंकड़े में दिखाया गया है। तस्वीर क्लिक करने योग्य है। ओवरकार्ट, एमके में स्थापित और एलईडी द्वारा डुप्लिकेट। चार्जिंग पी-चैनल ट्रांजिस्टर का नियंत्रण एक द्विध्रुवीय एनपीएन ट्रांजिस्टर पर आयोजित किया जाता है।

पुल का तर्क निम्नानुसार होगा। 20 किलोहर्ट्ज़ पीडब्लूएम को 400 मानों की मात्रा में साइन टेबल द्वारा संशोधित किया जाएगा। PWM रजिस्टर में मूल्यों का हस्तांतरण डीएमए के माध्यम से आयोजित किया जाएगा। आधा बफ़र, यानी 200 मान, एक आधा-चक्र लोड करने के बाद, डीएमए एक अवरोध पैदा करेगा, जहां संकेत MCU_P_1 और MCU_P_2 पारस्परिक रूप से उल्टे होंगे। संपूर्ण बफ़र को लोड करने के बाद, DMA से अवरोध में MCU_P_1 और MCU_P_2 सिग्नल उल्टे हो जाएंगे। और एक चक्रीय मोड में आगे। ऊपरी बांह ट्रांजिस्टर पर एक निरंतर आधा-लहर स्तर लागू किया जाएगा, और विपरीत हाथ की निचली कुंजी के लिए एक साइनसोइडल पीडब्लूएम। अगला आधा चक्र ट्रांजिस्टर की एक और जोड़ी है।

ओवरक्रंट के दौरान, एनपीएन ट्रांजिस्टर Q7 तर्क के इनपुट पर एक निम्न स्तर प्रदान करेगा, जिसके परिणामस्वरूप तर्क के आउटपुट पर निम्न स्तर होगा और, परिणामस्वरूप, सभी पुल ट्रांजिस्टर को लॉक किया जाएगा।

हार्डवेयर मंच

तीन वोल्ट बस डिवाइस के "दिमाग" को बिजली देगी - एमके STM32F100C8T6B।

जैसा कि पहले ही ऊपर उल्लेख किया गया है, एमके एसटी एसटीएम 32 परिवार से होगा। ऐसी पसंद क्या निर्धारित करती है?

एमके की कम लागत है। ATMEL या PIC से क्षमता एनालॉग्स में 8 बिट्स की थोड़ी क्षमता के साथ उच्च मूल्य भी हैं।
12-बिट एडीसी, डीएसी, डीएमए नियंत्रक पर उपस्थिति।
32 बिट कोर क्षमता।
कार्यक्रमों और डेटा की मेमोरी क्षमता में वृद्धि।

एक शब्द में, वह कई पदों पर जीत जाता है।

डिवाइस के संचालन को इंगित करने और आवश्यक डेटा आउटपुट करने के लिए, एक कंट्रोल कंट्रोलर KS0066 (HD44780) के साथ एक साइन-सिंथेसाइजिंग एलसीडी सर्किट में उपयोग किया जाएगा। RuNet में इस तरह के प्रदर्शन के साथ काम करने के लिए बहुत सारे पुस्तकालय हैं।

कंट्रोलर को डिस्प्ले का कनेक्शन आरेख निम्नानुसार है। तस्वीर क्लिक करने योग्य है। कनेक्शन प्रत्यक्ष है। एमके पोर्ट सीधे डिस्प्ले से जुड़े होते हैं। 3 वोल्ट और 5 वोल्ट तर्क का संयुग्मन नहीं किया गया था। यहां समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं, और एमके निष्कर्ष को खुले कलेक्टर आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर करना होगा, और लाइनों को 5 वोल्ट तक खींचा जाना चाहिए, और एमके आउटपुट को खुद को 5 वोल्ट तक सहनशील होना चाहिए। जैसा कि कहा जाता है, जीवन दिखाई देगा, लेकिन एक मुद्रित सर्किट बोर्ड विकसित करते समय, यह "अपडेट" रखना आवश्यक है।

कस्टम बटन को प्रदर्शन पर प्रदर्शित मेनू और मापदंडों के माध्यम से नेविगेशन को व्यवस्थित करने की आवश्यकता होती है।

अतिरिक्त गणना

बूटस्ट्रैप संधारित्र की गणना करने के लिए, हम इस लेख में प्रस्तावित विधि का उपयोग करते हैं । विवरण के अंत में बूटस्ट्रैप संधारित्र की आवश्यक क्षमता की गणना करने का एक उदाहरण है। हम इसे एक आधार के रूप में लेते हैं और अपनी वास्तविकताओं के लिए याद करते हैं।

हम सर्किट के मापदंडों पर निर्णय लेते हैं:

V _{IN, MAX} = 15V अधिकतम इनपुट वोल्टेज,
वी _DRV = 12 वी चालक आपूर्ति वोल्टेज और नियंत्रण संकेत का आयाम,
dV _BST = स्थिर अवस्था में संधारित्र C _BST में 0.5V तरंग वोल्टेज
dV_BST,MAX = 3V C_BST ,
f_DRV = 100 Hz , 10 ,
D_MAX = 1 .

Q_G = 24 nC IRLZ44ZS V_DRV = 5V V_DS = 44V,
R_GS = 10 R_GS,
I_R = 10uA D_BST TJ = 80°C,
V_F = 0.6V D_BST 0.1A TJ = 80°C,
I_LK = 0.13mA TJ = 100°C,
I_QBS = 1mA , .

हम मानक श्रृंखला से गणना मूल्य का चयन करते हैं। कैपेसिटर टैंटलम के प्रकार को लें, जिससे संधारित्र का रिसाव वर्तमान कम हो। कुल में, यह 47 μF x 25 V निकला, टाइप D.

हम संधारित्र के आवेश धारा की गणना करते हैं, जिससे डायोड का चयन होता है।

तो 1 ए के प्रत्यक्ष वर्तमान के लिए डिज़ाइन किया गया एक डायोड इस कार्य के साथ सामना करेगा।

निष्कर्ष

इस लेख ने RIP के विद्युत परिपथ को विकसित किया। अब हम सर्किट के सभी टुकड़ों को एक साथ रख देंगे। और पहले से ही स्वीकृत योजना के आधार पर, हम मुद्रित सर्किट बोर्ड की टोपोलॉजी विकसित करेंगे। मैं अगले लेख में घटकों के विनिर्देश के साथ पीसीबी लेआउट और सामान्यीकृत विद्युत सर्किट पेश करूंगा।

मैं एक अलग लेख में डिवाइस की कार्यक्षमता का सॉफ्टवेयर कार्यान्वयन लिखूंगा। कार्यक्रम में कई दिलचस्प समाधानों को लागू करने का एक विचार है, उदाहरण के लिए, बैटरी से काम करते समय आउटपुट वोल्टेज का पीआईडी विनियमन।

उपसंहार

इस लेख के साथ, मैं जनता और अनुभवी hams और गैर-शौकीनों को भी अदालत में लाना चाहता था, योजनाबद्ध समाधान। शायद एक चौकस पाठक को सर्किटरी में कोई महत्वपूर्ण त्रुटि मिलेगी या व्यक्तिगत नोड्स के अधिक सही निष्पादन का सुझाव देगा। नोड्स के लिए कुछ सरल उपाय या अतिरिक्त सर्किट समाधान पेश करने के लिए विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए है।

पुनश्च
चक्र के सभी भागों के लिए लिंक:

साइन आउटपुट के साथ निरर्थक बिजली की आपूर्ति। भाग 2. एक विद्युत सर्किट आरेख का विकास