Ремонт принтеров, сканнеров, факсов и остальной офисной техники


назад Оглавление вперед




[10]

проводникам, а шаг между выводными концами их корпуса составляет 2,5 мм. Микросхемы серии 564 устанавливают на платы со стороны печатных проводников с шагом -между их выводными концами 1,25 мм. В силу указанных конструктивных отличий микросхем серии 564 от микросхем серий КМ155, К511, К561, К176 их по возможности, стараются не монтировать на одной и той же плате.

Перечисленными выше сериями микросхем, безусловно, не ограничивается их номенклатура, возможная для применения в автомобильной электронной аппаратуре. Так, например, при создании электронной аппаратуры, содержащей запоминающие устройства, цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи, в ряде случаев приходится применять микросхемы иных серий. В этих случаях выбор тех или иных типов микросхем зависит от целевого назначения аппаратуры, особенностей ее работы и т. д.

Любая электронная система управления тем или иным агрегатом автомобиля, как правило, состоит из нескольких законченных функциональных узлов, предназначенных для решения соответствующей схемотехнической задачи. К числу таких типовых функциональных узлов относятся: стабилизаторы напряжения; частотно-аналоговые преобразователи, осуществляющие преобразование частоты входного сигнала в напряжение постоянного тока; регуляторы силы тока, обеспечивающие поддержание в цепи заданной силы тока или ее изменение по заданному закону в зависимости от уровня или частоты входного сигнала; элементы защиты как самой электронной системы, так и управляемого ею агрегата от аварийных режимов, к которым относятся, в частности, устройства защиты электронных блоков автоматики от коротких замыканий, перегрузки по току, а также от перенапряжений. Для защиты управляемого агрегата от аварийных режимов в случае отказа тех или иных устройств автоматики или ошибочных действий водителя применяют электронные устройства, предотвращающие возможность самопроизвольного непредусмотренного включения агрегата (например, включения в коробке передач низших передач при высокой скорости движения автомобиля).

При значительных колебаниях напряжения бортовой сети, являющейся источником питания электронной аппаратуры, невозможно обеспечить стабильность характеристик систем регулирования без применения стабилизаторов напряжения.

Простейшим устройством, обеспечивающим стабилизацию напряжения, является параметрический стабилизатор напряжения, представляющий собой последовательно соединенные резистор и стабилитрон. Для повышения нагрузочной способности таких стабилизаторов их иногда дополняют эмиттерными повторителями.

Рис. б. Схема стабилизатора, поддерживающего заданный уровень напряжения по отношению к отрицательному полюсу источника питания

Преимуществами параметрических стабилизаторов является их малая цена и высокая надежность. Однако они не обеспечивают высокой стабильности выходного напряжения при значительных колебаниях напряжения бортовой сети и тока нагрузки. Кроме того, вследствие значительного разброса (как правило, в пределах ±10%)

ТИПОВЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ

СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ


опорного напряжения у стабилитронов одного и того же типа невозможно без специального отбора стабилитронов обеспечить в стабилизаторе заданный уровень выходного стабилизированного напряжения.

Поэтому параметрические стабилизаторы напряжения не получили широкого распространения в электронных системах управления агрегатами автомобилей, поскольку к источникам питания их управляющих устройств предъявляют очень жесткие требования как в части стабильности напряжения питания, так и обеспечения заданной его величины. Последнее имеет особое значение для электронных устройств, содержащих интегральные микросхемы, у которых допустимый разброс напряжения питания может составлять ±5 %.

Эти требования удовлетворяются при использовании для питания электронных устройств компенсационных стабилизаторов напряжения с непрерывным регулированием. Такие стабилизаторы представляют собой замкнутую систему автоматического регулирования, обеспечивающую поддержание заданного выходного напряжения при любых изменениях внешних факторов (напряжения бортовой сети, тока нагрузки, температуры). Регулирующим элементом стабилизатора является выходной транзистор, работающий в активном режиме. Между эмиттером и коллектором транзистора создается падение напряжения, равное разности напряжения бортовой сети и требуемого напряжения стабилизации.

Компенсационные стабилизаторы напряжения широко описаны в литературе [7, 12, 34, 35], поэтому в данном разделе рассмотрены только некоторые схемы стабилизаторов такого типа, применяющиеся в электронных системах управления агрегатами автомобилей (сцепление, гидромеханические передачи). На рис. 5 приведена принципиальная электрическая схема компенсационного стабилизатора, обеспечивающего получение на выходе (вывод + Uct) стабилизированного напряжения по отношению к отрицательному полюсу (массе) бортовой сети (вывод - Ucr). Стабилизатор предназначен для подключения к бортовой сети с номинальным напряжением 24 В. К базе управляющего транзистора VT1 подводится напряжение, равное сумме опорных напряжений Uoni и Uom стабилитронов- VD1 и VD2, а напряжение, подводимое к его эмиттеру, определяется выражением

Ual = (Uct - RUVD4) R*/(R4 + R5),

где ДИто4 - падение напряжения в диоде VD4. Напряжение между базой и эмиттером транзистора VT1

ивэ1 - u0Bl + C/on2 -J--RTf%-*

Для пояснения принципа действия стабилизатора предположим, что в его схеме отсутствует подстроечный резистор R5*, и подставим в формулу (1) значение R5= 0. В этом случае данная формула запишется в виде UБЭ1

= (Иоп1 + Иоп2) +,щ4 - Ист-

Если бы напряжение U вэ1 уменьшилось до 0,3 - 0,4 В, то вследствие закрытия транзисторов VT1 и VT2 выходное напряжение стабилизатора снизилось бы до нуля. Наоборот, в случае повышения напряжения Ивэ1 до 0,55 - 0,65 В произошел бы переход транзисторов VT1 и VT2 в режим насыщения с возрастанием выходного напряжения стабилизатора до значения, близкого к напряжению бортовой сети. Ни тот ни другой режим работы транзисторов не имеет места, поскольку напряжение U вэ! больше нуля и меньше напряжения бортовой сети. Поэтому в действительности напряжение Ивэ1 в зависимости от условий работы стабилизатора составляет 0,4 - 0,5 В.

Указанные значения U вэ1 соответствуют температуре транзисторов (20±5)°С. При увеличении температуры транзистора напряжение Ue3i уменьшается, а при уменьшении температуры возрастает.


Рис. 6. Схема стабилизатора, поддерживающего заданный уровень напряжения по отношению к положительному полюсу источника питания

С учетом приведенных данных выходное напряжение стабилизатора может быть определено по формуле Ист = Иоп1 + Uoia - Диуо4 - (0,4-0,5). Падение напряжения AUVDi составляет 0,6 - 0,7 В, поэтому в первом приближении можно принять, что выходное напряжение стабилизатора определяется только суммой опорных напряжений стабилитронов VD1 и VD2. У различных стабилитронов одного и того же типа опорное напряжение имеет разброс до ±10 %. Вследствие этого в зависимости от того, какие конкретные стабилитроны будут использованы в стабилизаторе, их выходное напряжение может иметь разброс до ±10%. Если такая разница в значениях стабилизированного напряжения недопустима, то в схеме стабилизатора необходимо иметь подстроечный резистор R5*. Чем выше номинальное сопротивление этого резистора, тем больше при прочих равных условиях выходное напряжение стабилизатора. Тот же результат можно получить, анализируя формулу (1).

В стабилизаторе напряжения, выполненном в соответствии со схемой, приведенной на рис. 5, при R5 = 0 выходное стабилизированное напряжение равно 14,5 В. Для улучшения теплового режима транзистора VT2 в результате уменьшения падения напряжения в его переходе эмиттер - коллектор в цепь питания транзистора включен балластный резистор R2, имеющий сопротивление 10 Ом. Максимальный ток нагрузки стабилизатора составляет 0,5 А, поэтому падение напряжения в резисторе R2 не превышает 5 В. Если напряжение бортовой сети даже будет равно минимально допустимому его значению (21,6 В), то и в этом случае при указанном значении падения напряжения к эмиттеру транзистора VT2 будет подведено напряжение 16,6 В, что вполне достаточно для получения стабилизированного напряжения, равного 14,5 В.

Конденсаторы С1 и С2 применены для уменьшения до приемлемого уровня пульсаций напряжения на выходе стабилизатора. При этом электролитический конденсатор С1 относительно большой емкости выполняет функции фильтра низких частот, а неполярный конденсатор С2 используется для сглаживания высокочастотных импульсов. Защита стабилизатора от выхода из строя при коротком замыкании в выходной цепи осуществляется с помощью диода VD3. Если такое замыкание происходит, то вследствие уменьшения до нуля напряжения на выходе стабилизатора открывается диод .VD3 и напряжение, подводимое к базе транзистора VT1, уменьшается до 0,6 - 0,65 В. В результате резко уменьшается ток базы транзистора VT1, вследствие чего происходит ограничение тока в цепях базы, эмиттера и коллектора транзистора VT2 и тем самым осуществляется защита данного транзистора от выхода из строя.

В стабилизаторе напряжения (рис. 6), обеспечивающем при изменении напряжения бортовой сети в диапазоне 10,8 - 15 В поддержание заданного стабилизированного напряжения (10 - 10,2В) между выходом стабилизатора и положительным полюсом ( + И„) бортовой сети, в качестве источника опорного напряжения стабилизатора используется прецизионный стабилитрон VD1 (типа Д818Б).

По отношению к шине - Ист напряжение, подводимое к базе транзистора VT1, определяется выражением

иБ1 = ист - иоп(2)

где Ист - напряжение между положительным полюсом бортовой сети (вывод + Ист) и выходом стабилизатора (вывод - UCT).

Напряжение, подводимое к эмиттеру транзистора VT1, определяется по формуле

иЭ1 = (истг*5 + Диуо2Кэ)/(Кз + R5).(3)

где ДЦте - падение напряжения в диоде VD2.

С учетом формул (2) и (3) напряжение между эмиттером и базой транзистора VT1 может быть записано в виде

иЭБ1 = иоп - (ист - Диуо2) R3/(R3 + R5).(4)

Если напряжение ИЭБ1 станет меньше 0,3 - 0,4 В, то транзистор VT1 будет закрыт. Вследствие этого окажется выключенным транзистор VT2, и выходное напряжение стабилизатора уменьшится до нуля. При увеличении напряжения Иэв1 до 0,5 - 0,65 В транзистор VT1 переходит в режим насыщения, вследствие чего в таком же режиме будет работать и транзистор VT2. В результате напряжение на, выходе стабилизатора окажется близким к напряжению бортовой сети. Очевидно, что как тот, так и другой режимы транзисторов не реализуются в стабилизаторе, поскольку его выходное напряжение не должно быть равно ни нулю, ни напряжению бортовой сети. Вследствие этого напряжение Иэв! будет составлять 0,4 - 0,5 В (в зависимости от напряжения бортовой сети).

С учетом изложенного выше и выражения (4) формула для определения выходного (стабилизированного) напряжения стабилизатора может быть записана в виде

ц+ *> АЕ», t*. + *.>«M + <>.S>

Из формулы (5) следует, что при постоянстве падения напряжения ДИут в диоде VD2 величина стабилизированного напряжения UCT зависит только от опорного напряжения Ugti стабилитрона VD1 и сопротивления резисторов КЗ, R5. Опорное напряжение стабилитронов типа Д818Б может иметь разброс в



[стр.Начало] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41]