XNUMX상태 전력 증폭기. 구성표, 설명

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이 기사에서는 능동 유도 부하로 전환하는 모드에서 직류로 작동하는 비가역 전력 증폭기에 대해 설명합니다. 액추에이터 작동 후 전력 소비를 줄이기 위해 부하가 정격 DC 전압에서 세 번째 상태(조절되지 않은 듀티 사이클이 있는 펄스 전원 공급 장치 모드)로 전환됩니다.

직류로 작동하는 능동 유도 부하(솔레노이드, 클러치, 전자석, 릴레이 등)는 생산 및 일상 생활에서 널리 사용됩니다. 이러한 부하의 대부분은 온-오프 모드에서 작동하고 증폭기를 통해 연결되며 반전이 필요하지 않습니다(출력 전압의 부호 변경). 일반적으로 이러한 증폭기는 제어 신호가 부하에 전류가 없거나 정격 전류에 해당하는 두 개의 극단값만 취하는 릴레이 모드에서 작동합니다. 액추에이터의 견인력 값은 정격 부하 전류에 의해 제공됩니다. 액추에이터가 작동한 후 자기 회로의 전도성이 증가하고 작동 상태를 유지하려면 부하 전류를 정격 전류의 두 배로 줄여야 전기가 절약됩니다.

증폭기의 릴레이 작동 모드는 부하 전압의 일부를 끄는 추가 안정기 저항이 없거나 공칭 전압의 절반에 해당하는 전압을 가진 추가 전원이 없는 부하 회로의 세 번째 상태를 제외합니다. 하나. 이러한 증폭기는 예를 들어 [1]에 설명되어 있으며 다른 이름으로 알려져 있습니다. 안정기 또는 추가 전원의 존재는 이러한 회로의 주요 단점입니다.

아래에 설명된 장치는 일정 시간이 지나면 정격 전류 모드로 전환된 후 정격 전압의 일부가 부하에 설정되는 세 번째 상태로 전환되고 결과적으로 후자의 조정되지 않은 값을 얻습니다. 부하에 대한 펄스 전압의 상대적 지속 시간의 변화, 즉 PWM(Pulse-Width Modulation) 증폭기를 통해 증폭기는 부하 시간 상수에 따라 특정 주파수에서 작동하는 PWM 변조기에 의해 제어됩니다.

(확대하려면 클릭하십시오)

장치의 주요 기술적 특성:

정격 부하 전류, A, 더 이상.......2
정격 부하 전압, V.......24...27
제어 전압, V, 이상 ....... 9
제어 전류, mA 이상.......2
장치 작동 후 작동 부하 전류, .......0,5Inom 이상
정격 부하 전류의 유지 시간, s 이하 ....... 8

장치(그림 1)는 스위칭 모드에서 작동하는 트랜지스터 VT1 및 VT2를 기반으로 하는 전력 증폭기(PA)와 K1LN561 마이크로 회로의 동일한 패키지에서 만들어진 이를 제어하는 DD2 논리 회로로 구성됩니다. 마이크로 회로는 입력 신호에서 전원을 공급받으며 장치의 안정적인 작동을 위해 입력 신호의 바운스가 없어야 합니다. 인버터 DD1.1 및 DD1.4에는 필요한 주파수(커패시터 C1.2)와 상대 펄스 지속 시간(저항 R1.3, R1.5). VD2 다이오드는 반 일치 회로로 작동하고 DD3 인버터는 PA를 제어하는 신호의 필요한 크기와 위상을 얻는 데 사용됩니다. 다이오드 VD4, VD4은 역방향 다이오드 VD1.6에 의해 분로되는 부하 단락의 경우 증폭기를 보호합니다.

장치는 다음과 같이 작동합니다. 초기 상태에서는 입력 전압이 적용되지 않고 마이크로 회로에 전원이 공급되지 않으며 PA 입력에 제어 전압이 공급되지 않고 부하가 차단됩니다. 제어 전압이 장치의 입력에 인가되면 공급 전압이 DD1에 공급되고 커패시터 C1의 충전이 시작되고 인버터 스위칭 임계 전압과 동일한 전압이 커패시터에 나타날 때까지 (ton = 0,7R1C1) , 출력 12의 전압은 log."0"입니다. 동시에 듀티 사이클이 6 인 발전기의 출력 2에 직사각형 전압이 나타나지만 지연 회로가 트리거 될 때까지 전압 로그 "10"은 인버터 DD1.6의 출력 1에서 유지됩니다. . PA가 켜지고 부하는 정격 전압으로 전원이 공급됩니다. 이 전압은 과도 현상이 끝날 때까지 부하에서 유지되며 커패시터 C1을 선택하면 1분의 6초에서 몇 초까지 변할 수 있습니다. 지연 회로가 발전기 출력 1의 로그 "11"에서 트리거된 후 인버터 DD1.6의 입력 0에 로그 "10"이 나타나고 그에 따라 출력 XNUMX에서 로그 "XNUMX"이 나타납니다. PA 닫히면 부하에서 전압이 제거됩니다.

로그 모양 발전기 출력의 "0"은 PA를 다시 켜고 부하 Y1에 다시 전원을 공급합니다. 발전기 출력에 듀티 사이클이 2인 직사각형 펄스가 있으면 부하의 전압은 0,5 Unom이 됩니다. 부하는 일정한 반복률로 지속 시간 동안 변조된 펄스 전압에 의해 전력이 공급됩니다.

[2]에서 알 수 있듯이 활성 유도 부하에서 전류는 전원에서 트랜지스터를 통해 지속적으로 흐를 수 있으며 트랜지스터가 닫히면 자체 유도 EMF의 작용으로 다이오드 분로를 통해 흐를 수 있습니다. 짐. 부하에서의 평균 전압은

인덕턴스 Un = kUp의 값에 따라, 여기서 k는 펄스 반복 주기(듀티 사이클의 역수)와 관련된 펄스 지속 시간입니다. 업 - 부하 전원 공급 장치 전압. 펄스 반복 주기에 대한 부하 시간 상수 τ = Ln/Rn의 비율이 증가하면 연속 부하 전류 모드가 시작됩니다. 부하의 최소 전류 리플을 고려하여 펄스 지속 시간은 다음과 같아야 합니다.

ti = τ/(5...7). (1)

펄스 주파수는 시간 상수 τ에 따라 수십에서 수백(그리고 수천) Hz 범위에서 선택됩니다.

XNUMX상 전력 증폭기

그림 2에 따른 장치의 주요 기술적 특성:

정격 부하 전류, A, 더 이상.......2
정격 부하 전압, V.......24...27
제어 전압, V, 이상 ....... 9
제어 전류, mA 이상.......2
장치 작동 후 작동 부하 전류, .......0,5Inom 이상
정격 부하 전류의 유지 시간, s, 더 이상 ....... 8
입력과 출력 사이의 전압, V, 이하 .......100

그림 1과 그림 2에 표시된 장치에서 펄스 주파수는 50Hz이며 조건 (1)이 충족되는 대규모 능동 유도 부하에 적합합니다.

그림 2의 회로와 관련하여 모듈 A1의 그림 1의 회로에서 다음이 필요합니다. 1) 점퍼 4-5를 제거합니다. 2) 점퍼 4-6을 설치합니다. 3) VD4 다이오드 대신 점퍼를 설치하십시오. 4) R5 = R6 = 9,1kOhm으로 설정합니다.

이 장치는 위에서 설명한 그림 1과 유사하게 작동합니다.

그림 3,4,5에 표시된 회로는 그림 1의 주 회로의 변형이지만 모듈 A1에서 다음과 같이 변경되었습니다.

모듈 A3의 그림 1의 경우 다음이 필요합니다. 1) 점퍼 4-5를 제거합니다. 2) 점퍼 4-6을 설치합니다. 3) VD4 다이오드 대신 점퍼를 설치하십시오. 4) R5 = R6 = 3,9kOhm으로 설정합니다. C1 \u0,47d 2uF; C0,01 = XNUMXuF.

모듈 A4의 그림 1의 경우 다음이 필요합니다. 1) 점퍼 4-5를 제거합니다. 2) 점퍼 4-6을 설치합니다. 3) 저항 R4, R5 대신 VD6 다이오드 대신 점퍼를 설치하고 음극이있는 다이오드를 마이크로 회로의 출력에 설치하십시오. 4) C1 = 0,47uF로 설정; C2 = 0,01uF.

모듈 A5의 그림 1의 경우 다음이 필요합니다. 1) 점퍼 4-5를 제거합니다. 2) 점퍼 4-6을 설치합니다. 3) VD4 다이오드 대신 점퍼를 설치하십시오. 4) C1 = 10uF로 설정; C2 = 0,1uF; R5 \u6d R3,9 \uXNUMXd XNUMXkOhm.

XNUMX상 전력 증폭기

그림 3의 회로는 공칭 전압이 34V, 권선 저항이 4.500.030Ω, 트립 전류가 01mA인 REN12 릴레이(passport KhP75-160) 형태의 부하로 테스트되었습니다. 커패시터 C1 = 1μF가 모듈 A0,1의 회로에 설치되었을 때 50Hz 주파수의 직사각형 전압이 발전기 출력에 설정되었습니다. 동시에 릴레이가 진동했습니다. 저항 R3, R4 대신 저항이 220kOhm 인 가변 저항이 납땜되고 펄스 지속 시간이 15ms, 일시 중지가 25ms 인 릴레이 권선에 전압이 설정되고 릴레이 바운스가 중지되면 전류 릴레이 권선에서 연속(140mA)이 되고 권선의 평균 전압 값은 10,4V였습니다(절약 모드가 달성되지 않음). 등급을 설정하는 경우 : R2 \u82d 3kOhm; R200 = 2k옴; C0,01 \u400d 6μF이면 직사각형 전압이 80Hz의 주파수를 따르고 접촉 바운스가 없습니다. 권선의 평균 전압 값은 XNUMXV이고 권선의 전류는 연속적이며 XNUMXmA입니다. 이 경우 정권의 효율성이 달성되었습니다.

그림 4의 회로는 마이크로 회로의 출력에서 log "0"의 입력 전류에 해당하는 작동 전류의 저전력 활성 유도 부하를 제어하는 데 사용할 수 있습니다.

XNUMX상 전력 증폭기

그림 5의 회로는 백열 램프를 제어하는 데 사용할 수 있습니다. 먼저 전압의 일부가 부하에 공급되고 필라멘트가 예열된 후 전압이 공칭이 됩니다.

XNUMX상 전력 증폭기

세부. MLT 유형 회로의 모든 저항. A0,25 모듈의 1W 저항기는 0,125W 저항기로 교체할 수 있지만 이렇게 해도 모듈의 크기가 줄어들지는 않습니다. 저전력 다이오드는 KD102, KD103, KD226 다이오드(KD213A 포함)로 교체할 수 있습니다. 커패시터 유형 K739, K73-17, MBM. 전해 커패시터 C1 유형 K52, K53, K50-16, K50-24. 커패시터 C2로 오실레이터 주파수를 선택하는 것이 편리합니다.

위에서 설명한 장치는 다양한 유형의 액추에이터 생산에 사용할 수 있지만 비정격 모드에서의 작동 신뢰성은 실제로 검증해야 합니다. 특히 이들의 사용은 액추에이터의 간헐적 작동 모드에 따라 다릅니다.

문학 :

Arnoldov S. 저전력 소비 전자석의 전자 스위치 // Radioamator. -1995. -#11. - P.11.
Kossov O. 스위칭 모드에서 트랜지스터의 전력 증폭기. 모스크바: 에너지, 1971.

저자: V.A. 에르몰로프

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압력 센서 Infineon KP234 12.11.2017

Infineon의 KP234XTMA1 압력 센서는 비율 측정 출력이 있는 아날로그 대기압 센서입니다. 출력 유형은 아날로그이지만 압력 트랜스미터는 내부 디지털 처리를 사용하여 온도 효과를 보상하고 출력 특성을 선형화합니다.

이 센서는 40~115kPa의 압력 범위를 1,33~4,70V의 DC 전압으로 변환합니다. KP234XTMA1은 높은 감도와 우수한 정확도 덕분에 첨단 자동차 애플리케이션과 산업 및 소비자 시장 모두에 탁월한 선택이 됩니다.

KP234의 특징:

높은 측정 정확도: +- 1,5kPa;
비율 측정 아날로그 출력;
넓은 작동 온도 범위: -40...125 °C;
전력선 단선 감지;
자동차 인증.

측정된 압력은 초소형 커패시터 세트(MEMS 기술)를 사용하여 감지됩니다. 높은 선형성을 보장하기 위해 전달 함수는 XNUMX차 다항식을 사용하여 수정의 디지털 부분에서 계산됩니다. 출력 값의 정확한 계산에 필요한 모든 매개변수, 즉 오프셋, 이득, 온도 계수, 선형화 매개변수는 마이크로 회로를 생산하는 동안 결정되고 내부 EEPROM에 저장됩니다. EEPROM의 내용은 FEC(오류 수정 메커니즘)를 사용하여 하드웨어 수준에서 보호됩니다.

응용 분야 :

자동차 장비;
공업 자동화;
소비재;
의료 장비;
기상 관측소;
고도계.

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