Ремонт принтеров, сканнеров, факсов и остальной офисной техники


назад Оглавление вперед




[11]

пределах 7,2 - 9 В. Для того чтобы при таком разбросе напряжения Uon обеспечить с высокой точностью заданный уровень UCT, резистор R5 используют в качестве подстроечного элемента схемы.

Анализ формулы (5) показывает, что для обеспечения постоянства выходного напряжения стабилизатора независимо от температуры окружающей среды необходимо, чтобы при ее увеличении одновременно с уменьшением величины снижалось и напряжение Uou. В случае же снижения температуры значение И0п должно увеличиваться. В рассматриваемом стабилизаторе это требование удовлетворяется, во-первых, вследствие применения стабилитрона VD1 типа Д818Б, имеющего отрицательный температурный коэффициент напряжения и, во-вторых, в результате включения последовательно с резистором R5 диода VD2. При увеличении температуры падение напряжения ДUVD2 в диоде VD2 уменьшается, в результате чего снижается напряжение, подводимое к эмиттеру транзистора VT1, что и требуется для получения меньшего напряжения ИЭБ1.

Испытания стабилизатора, выполненного по схеме, приведенной на рис. 6, показали, что при изменении температуры окружающей среды от - 20 до + 70 °С значение Ucr меняется не более чем на +0,1 В.

Хорошая стабильность выходного напряжения стабилизатора при значительных изменениях напряжения источника его питания (бортовой сети) обеспечивается при подключении источника опорного напряжения, состоящего из стабилитрона VD1 и резистора R2, к выходному (стабилизированному) напряжению. Благодаря этому сила тока, проходящего через стабилитрон VD1, меняется в небольших пределах, что требуется для получения стабильного опорного напряжения стабилизатора. Указанное подключение стабилитрона VD1 оказалось возможным в результате применения резистора R1, с помощью которого осуществляется первичный пуск схемы после ее подключения к источнику питания.

Рис. 7. Схемы стабилизатора напряжения, выполненного на базе элемента DA1 высокопороговой логики, и элемента DA1:

а - схема стабилизатора; б - схема элемента DA1

Важным преимуществом рассматриваемого стабилизатора является возможность получения заданного стабилизированного напряжения Ист при напряжении бортовой сети, превышающем значение U ст всего лишь на 0,3 - 0,5 В. Это имеет особое значение, когда стабилизированное напряжение должно быть на уровне 10 В,


а источником питания стабилизатора является бортовая сеть с номинальным напряжением 12 В и, следовательно, с минимально возможным напряжением 10,8 В.

Очень простым по схемотехническому решению является стабилизатор напряжения, принципиальная схема которого приведена на рис. 7. В этом стабилизаторе поддержание заданного уровня напряжения обеспечивается с помощью логического элемента типа И - НЕ, выполненного по схеме высокопороговой логики. Такие элементы являются составной частью всех логических микросхем серии К511 (ЛА1, ЛА2, ЛАЗ, ЛА4, ЛА5 и

Для пояснения принципа действия стабилизатора рассмотрим передаточные характеристики элемента И - НЕ микросхем серии К511 (рис. 8) при напряжениях источника питания Un равных 15 В (кривая J) и 10,8 В (кривая 2). Если входное напряжение Ивх элемента меньше 6 В, то напряжение ИВых на выходе элемента имеет высокий уровень, близкий к напряжению источника питания (13,5 В при Ип=15 В и 9,5 В при Ип=10,8 В). При входном напряжении, превышающем 8 В, выходное напряжение элемента снижается до 1,5 В. В диапазоне входных напряжений 6 - 8 В происходит монотонное уменьшение выходного напряжения. Именно на данном участке передаточной характеристики, где величина выходного напряжения зависит от входного напряжения, в рассматриваемом стабилизаторе работает элемент 2И - НЕ. При этом связь между выходным Ивыт и входным Ивх напряжениями элемента (кривые 3 - 6) выражается соотношением

ивых = ивх (R2 + R3)/R3 + ДиБЭ1,

где ДДбэ! - падение напряжения в переходе база -

- эмиттер транзистора VTL

Рис. 8. Зависимости, характеризующие работу стабилизатора на базе элемента высокопороговой логики:

1 и 2 - передаточные характеристики; 3 - 6 - Uaux=f(Uex) при различных сопротивлениях резисторов R2 и R3

Однако связь между значениями (Ивых и U3I задается передаточной характеристикой элемента. Поэтому напряжение ИВЫх на выходе элемента определяется точкой пересечения его передаточной характеристики и кривой, описываемой формулой (6).

Связь между выходом 3 (см. рис. 7, а) элемента и выходом стабилизатора осуществляется через транзистор VT1, включенный по схеме эмиттерного повторителя. Поэтому напряжение на выходе стабилизатора

ист = ивых - ДиБЭ1 = (R2 + R3)/R3.

Напряжение в стабилизаторе поддерживается постоянным благодаря действию отрицательной обратной связи, реализуемой путем соединения выхода стабилизатора и входов элемента (через делитель напряжения, образованный резисторами R2 - R3). Если, например, напряжение на выходе стабилизатора по какой-либо причине стало больше значения Ист, то происходит увеличение входного напряжения элемента. В соответствии с передаточной характеристикой элемента это вызовет уменьшение его выходного напряжения с восстановлением прежнего уровня напряжения Ист на выходе стабилизатора. В случае снижения напряжения на выходе стабилизатора меньше значения UCT входное напряжение элемента уменьшится. В результате возрастет напряжение на выходе элемента, что обеспечит восстановление прежнего уровня напряжения.


В зависимости от соотношения сопротивления резисторов R2 и R3 напряжение на выходе элемента может устанавливаться в пределах от 1,5 до 13,5 В при ИП=15 В или до 9,3 В при ИП=10,8 В. Однако оптимальная зона работы стабилизатора соответствует участку передаточной характеристики, где зависимость ИВЫх = =fTJBx) имеет максимальную крутизну. При номинальном напряжении бортовой сети- 12 В, минимальное напряжение источника питания стабилизатора может быть равно 10,8 В. С учетом этого максимальный диапазон устанавливаемого выходного напряжения элемента составляет 1,5 - 9,3 В (точки пересечения кривых 3 и 6 с кривыми 1 и 2), а оптимальный диапазон - от 3 до 8 В (точки пересечения кривых 4 к 5 с кривыми 1 и 2).

В имеющихся стабилизаторах напряжения, выполненных по схеме, приведенной на,рис. 7, минимальная разница между напряжением источника питания и стабилизированным напряжением составляла 2,3 - 2,8 В. Это означает, что при номинальном, напряжении бортовой сети 12 В, с помощью рассматриваемого стабилизатора можно получить стабилизированное напряжение не выше 8,0 - 8,5 В. Поэтому данный стабилизатор предпочтительнее использовать в автомобилях с номинальным напряжением бортовой сети 24 В. Следует, однако, иметь в виду, что в этом случае максимальное напряжение бортовой сети составляет 30 В, в то время как напряжение источника питания микросхем серии К511 не должно превышать 25 В. Поэтому напряжение, подводимое к микросхеме от бортовой сети, необходимо ограничивать, что может быть выполнено, например, с помощью простейшего параметрического стабилизатора напряжения.

Если в состав электронной схемы, которая должна получать питание от стабилизатора напряжения, входит логическая микросхема серий К511 или другой серии высокопороговой логики, и в этой микросхеме имеется один неиспользованный элемент типа И - НЕ, то его можно использовать для создания стабилизатора напряжения рассматриваемого типа. В этом случае для создания стабилизатора напряжения потребуется минимальное количество комплектующих изделий, что увеличивает целесообразность его применения.

ЧАСТОТНО-АНАЛОГОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Преобразователи частота - напряжение (ПЧН) или частотно-аналоговые преобразователи являются наиболее распространенным типовым функциональным узлом электронных систем управления агрегатами автомобиля.

Такие преобразователи применяют в системах автоматического управления сцеплением, устройствах автоматического управления переключением передач, антиблокировочных системах управления тормозными механизмами автомобилей. Их также используют во многих других системах управления агрегатами двигателя. Основными показателями, определяющими свойства ПЧН, являются: рабочий диапазон частот входного сигнала, характеризуемый отношением fmax/fmin;

минимальный уровень входного сигнала, при котором обеспечивается работоспособность преобразователя; линейность преобразования;

быстродействие преобразования, которое оценивают запаздыванием изменения уровня выходного сигнала по отношению к изменению частоты входного сигнала;

величина пульсаций выходного напряжения ИВЫХ (при различных частотах входного сигнала);

стабильность характеристики Ивых=Р(:г) при изменении напряжения питания, температуры окружающей среды и т. д.;

помехоустойчивость, т. е. отсутствие сбоев в работе при наличии помех в цепях питания и полевых (электромагнитных) помех;

коэффициент использования напряжения источника питания, характеризуемый отношением максимального напряжения на выходе ПЧН к напряжению источника питания.

Кроме того, важным показателем ПЧН, в ряде случаев определяющим целесообразность его применения, является состав и количество входящих в него комплектующих изделий, поскольку от этого зависит стоимость преобразователя. В зависимости от области применения ПЧН наиболее существенными являются те или иные его показатели.

ПЧН с формирователем сигнала переменной скважности и фильтром

Форма сигнала u0, поступающего на вход ПЧН от датчика частоты вращения контролируемого вала, может быть самой различной (рис. 9,а и б). Сигнал u0 поступает на вход усилителя-ограничителя, который преобразует его в выходной сигнал и1. С помощью формирователя сигнала переменной скважности сигнал и1 преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов с постоянной продолжительностью 1и и амплитудой uz независимо от частоты f следования сигналов и1. При этом чем выше частота следования сигналов и1 и и2 и соответственно чем меньше продолжительность цикла 1ц, тем меньше скважность g = tn/tn сигналов и2 на выходе формирователя.

После прохождения последовательности импульсов w2 через фильтр низких частот они преобразуются в зависимости u3=F(t). При этом среднее напряжение U3 CP тем больше, чем выше частота входного сигнала, подводимого к ПЧН. Пульсации напряжения и3 при прочих равных условиях оказываются тем меньше, чем



[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]