Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 3. Сложные ИС для устройств передачи данных (1987) (1092083), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Например, тнп УЕАР2003 управляется от микросхем КМОП и БИС ТТЛ. В корпусе РИ. находится семь усилителей по схеме Дарлингтона; один из них представлен на рис. 3.44. Кроме того, для каждого усилителя предусмотрен диод для подавления пиков напряжений при индуктивной нагрузке, например, реле.
В обмотке реле накапливается энергия магнитного поля, как в слу- Связь истройств обработки с виеитвей средой тае намагничивания катушки индуктивностн, которая при отключении тока освобождается в форме наведенной ЗДС с такой же полярностью, как и напряжение питания. Сумма пикового напряжения н напряженна питания может превзойти максимально допустимое напряжение коллектор — эмиттер У„е переключающего транзистора и вывести его из строя. Если кобмотке подключить диод, а его анод соединить с коллектором транзистора, то пиковое напряжение отделяется от напряжения питания. Тогда предотвращается опасность превышения величины 1т'„е.
Поскольку ток в обмотке протекает через диод, +стб тря ее" Рис. 3.45. Практический пример управления реле с помошыо схемы типа Н,1ч 2003. то не происходит спонтанного выключения реле, а зто можно рассматривать как недостаток.
Напряжение насыщения усилителя Дарлингтона в среднем составляет 1 В при усилении по току 400 н величине тока т,=!00 мА. На рис, 3.45 показана практическая схема разделительного каскада со схемой типа И.Ф2003. Каскад управляется от БИС ТТЛ и в свою очередь управляет реле при напряжении 24 В и токе 100 мА. Логическая 1 (Н) на входе схемы Дарлингтона в данном случае соответствует намагниченному состоянию катушки реле.
3.21. Усилители мощности на биполярных транзисторах Схема типа 11ЕХ 2003 может также использоваться для управления усилителями мощности на биполярных транзисторах. На рнс. 3.46 показана схема управления с мощным транзистором прп-типа. В атой схеме 1 па входе означает отсутствие тока в нагрузке. В схеме с транзистором рпр-типа, наоборот, 1 на входе означает наличие тока в нагрузке. Эта особенность учитывается при выборе того илн иного типа транзистора. Усилитель мощности с транзистором рпр-типа представлен на рис.
3.47. " Рассмотрим наиболее общий пример применения таких усилителей. В данном случае речь идет о регулировании тягового тока для локомотива модели железной дороги. Часто при регулировании скорости поезда используется принцип регулирования мощности, в основе которого лежит изменение длительно- Глава 3 1««го« ГнгС 1 Гл'Ю 11С111 иг«1ач тало сти импульса. К двигателю локомотива подводится импульс тока переменной длительности, причем при узком импульсе на двигатель подается меньший ток, при широком импульсе— большой.
Таким образом, Уз+34)) при сохранении тягового «4с 1 Р усилия регулируется ско- рость. гчо14лнв' При управлении доро«ау ур щролэссйпд гой с помощью автоматов Ю" 1«п«а1 или вычислительной ма- 8 шины постепенное изменение длительности импульса программируется таким образом, чтобы воспроизводились прибыРис. 3.46. Усилитель мощности со схемой тне и остановка поезда. ка ала. Связь между автоматом н дорогой обеспечивается благодаря усилителю мощности. Импульсный сигнал автомата, который может быть представлен в виде уровней 1/О ТТЛ-схем 1входы и выходы от вычислительной машины или автомата), с помощью сочетания схемы ~1) Х 2003 с усилителем мощности преобразуется в требуемый импульсный ток, подаваемый на двигатель с1в 3«" локомотива. 1«01) Другим примером, в Г«г И,'«УХЛ10Я котором целесообразно Гялгг«3«',г,у 'р ««11111 промежуточное включе- 1«11а11Г ние схемы и 1") 2003, яв- 8 дя1ТМ рпр ляется управление светодиодом от КМОП-микро- )1) схемы.
Микросхемы этого типа должны иметь очень небольш ю наг зк, что- РУЗКУ' Чтп Рнс. 3.47. Усилитель мощности со схемой бы уровни напряжения на типа Йыч 2003 в качестве управла1ощего их выходах сохранялись каскала 1в качестве мощного траиэистора в допустимых пределах испольчовав транэистор рпр-типа). Для уменьшения нагрузки на выходе КМОП-микросхемы вкл1очается ШХ 2003. В том случае, когда одновременно используется большое количество светодиодов„вместе со схемой 1)) )Ч 2003 включается усилитель мощности. В качестве нагрузки в коллекторной цепи транзистора используется светодиод с последовательно включенным резистором, который ограничивает ток величиной приблизительно Связь устройств обработки с внеалтеб средой 20 мА. Если светодиод загорается, то падение напряжения на нем составляет -)В; требуемая величина сопротивления /сз рассчитывается по формуле /тз=((/в — 1)/002 (Ом). Огриииии- отель нмд рввисиор 7 Бти б витии 110ерииииитлврьюш й,млиьитви иу Рнс.
3.48. Усилитель мощности типа БНЗО!б фирмы тв1тсЫЫ для аналогового унрвнленнв лвнглтелннн. 3.22. Управление мощными линейными интегральными схемами Существует большое количество линейных интегральных схем, рассчитанных на различные мощности. Это усилители, состоящие из нескольких каскадов, которые связаны друг с другом по постоянному току. В интегральной схеме нет разделительных конденсаторов. Вход является дифференциальным. Требуемый коэффициент усиления устанавливается включением резистора В между выходом и инвертируемым входом, а также резистора /гв последователыю с источником сигнала. Как и для операционного усилителя коэффициент усиления определяется отношением /о%в. Мы исходили нз предположения, что источник сигнала не имеет внутреннего сопротивления (/г1 =О), хотя оно должно учитываться при расчете усиления.
В этом случае вместо Рв в формулу подставляется В+Йв ° Обычно к усилителю подключается также определенное количество резисторов, а иногда и конденсаторов для получения требуемой стабильности и заданного усиления. Часто усилители мощности реализуются в гибридном исполнении в связи с их высокой мощностью рассеяния.
В этом случае усилитель состоит из некоторого количества отдельных кристаллов, соединенных между собой с помощью толстопленачной технологии. Кристаллы, на которых сформированы мощные транзисторы, часто термически соединяются с внешними Выьлзу Вр!ВрВВ— Вызову Выйзб -сг' !Влгоч Рис 3.49. Схемы установки смещения для усилителя типа БНЗО!3. Поиааавы дае стены для слупи».
иогла напряжение питания усилителя превышает ы!В и. Ил вспольаоввние выавано ген. тто нвнсннально допустииое напряжение пита- ния операционного усилителя типа 74! не должно превышать ж!8 В, дополнительными металлизированными проводниками, которые в свою очередь связаны с теплоотводом. На рис. 3.48 представлена схема усилителя мощности типа БН 3015 фирмы га1гсЫ!6, который применяется также для управления двигателями. Операционный усилитель типа 741 образует входной каскад, за которым следуют задающий ивыходной каскады. Номинальная величина теплового сопротивления между выходными транзисторами и корпусом составляет 1,7' С/Вт.
Транзисторы изолированы от корпуса. При мощности рассеяния 70 Вт и температуре:корпуса 25 'С вероятная температура полупроводникового кристалла транзистора составляет 150'С. Такая мощность рассеивается в нагрузке сопротивлением 2 Ом при токе 7ь=бА и напряжении Ув=+-23,5 В. В усилителе не предусмотрены отключение при перегреве или защита от короткого замыкания. Однако ток ограничивается включением резисторов между выводами 2, 3 и 10, 11 усилителя.
Прп слишком большом токе в оконечном каскаде на указанных резисторах создается значительное падение напряжения, и передача управляющих сигналов к выходным транзисторам прекращается вследствие включения двух блокирую!цнх транзисторов. Оконечный каскад должен быть спроектирован таким образом, чтобы выходные транзисторы не отпирались одновременно, так как иначе могут возникнуть проблемы в пе- Связь стройств обрабопги с вяевеяей средой реходной области.
В результате этого возникают искажения передаточной характеристики, особенно при омической нагрузке. Это означает, что такой усилитель мы не можем применять в высоконадежных установках. При индуктивных нагрузках эти искажения не проявляются. Одновременное запирание выходных транзисторов в данном случае даже благоприятно с точки зрения зашиты усилителя при индуктированных выбросах тока, возникающих, например, в асинхронных двигателях. 11з Рис.
3.30. Практическая схема неиивертирующего усилителя на базе усвлн- теля типа БН3013 с индуктивной нагрузкой. Усилитель имеет стробнруюший вход (вывод 9), благодаря которому выход может отключаться независимо от напряжений иа входах. Как только на вывод 9 подается напряжение 0,4 В, выход отключается.
Управляемая схема потребляет ток 25 мА при поступлении стробирующего напряжения 0,4 В. Изменение напряжения должно составлять 20 В, а импеданс в указанной точке в разомкнутом состоянии должен быть не ниже 10 кОм. Входы 5 и 5 служат для подачи напряжения смегпения на операционный усилитель типа 741. Напряжение на этих входах не должно превышать +.18 В. Если усилитель питается от более высокого напряжения, то зто напряжение нельзя использовать лля установки смещения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
