150896 (621490), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Таблица 3.16.

Таблица перевода числа, закодированного в натуральном двоичном коде в десятичное.

3) В качестве дешифратора 4 на 16 выбираем из [1] микросхему КР1533ИД3, а в качестве дешифратора 2 на 4 взяли микросхему КР555ИД6. Параметры этих микросхем приведены в таблице 3.17.

Таблица 3.17.

Параметры выбранных дешифраторов.

Схема подключения микросхемы КР1533ИД3 показана на рис.3.8, а К555ИД6 на рис.3.9.

4) Поскольку выхода дешифраторов инвертированы, то есть при реализации функций F_j и на соответствующем выходе микросхемы появляется логический ноль, а нам необходимо получить при произведении F_i и логическую единицу.

С этой целью ввели функцию f_j, равную единицы лишь при одном наборе F_i и , по правилу получения комбинационных схем из [4] она представима в виде:

(3.36)

По закону Де-Моргана в формуле (3.36) заменим произведение инвертированных функций на инверсную сумму:

(3.37)

Из выражения (3.37) видно, что f_j будет равна единице только при F_i=0 и =0. Таким образом, уравнения (3.31)-(3.34) с учётом (3.37) принимают вид:

y₁=f₅+f₇+f₈+f₁₀+f₁₁+f₁₂+f₁₄= + + + +

+ + + (3.38)

y₂=f₄+f₅+f₇+f₉+f₁₀+f₁₁= + + + +

+ + (3.39)

y₃=f₃+f₄+f₅+f₆+f₈+f₁₀+f₁₄= + + + +

+ + + (3.40)

y₄=f₂+f₃+f₄+f₅+f₆+f₉+f₁₀= + + + +

+ + + (3.41)

Ввели переменные P:

P₁=f₄+f₅ (3.42)

P₂=f₃+f₄+f₅+f₆ (3.43)

P₃=f₇+f₁₀+f₁₁ (3.44)

P₄=f₇+f₉+f₁₀+f₁₁ (3.45)

P₅=f₈+f₁₄ (3.46)

P₆=f₅+f₈+f₁₂+f₁₄ (3.47)

P₇=f₈+f₁₀+f₁₄=P₅+f₁₀ (3.48)

P₈=f₂+f₈+f₁₀ (3.49)

В результате выражения (3.38)-(3.41) приобрели вид:

y₁=f₅+f₇+f₈+f₁₀+f₁₁+f₁₂+f₁₄=P₃+P₆ (3.50)

y₂=f₄+f₅+f₇+f₉+f₁₀+f₁₁=P₁+P₄ (3.51)

y₃=f₃+f₄+f₅+f₆+f₈+f₁₀+f₁₄=P₂+P₇ (3.52)

y₄=f₂+f₃+f₄+f₅+f₆+f₉+f₁₀=P₂+P₈ (3.53)

Схема подключения дешифратора 4 на 16 КР1533ИД3 для получения функций f'_i

Рис3.8.

Схема подключения микросхемы К555ИД6 для получения функций F_i

Рис.3.9.

Для реализации выходных функций у₁, у₂, у₃, у₄ использовали логические функции 2 ИЛИ-НЕ и 2 ИЛИ. Из [1] с целью получения этих функций выбрали микросхемы КР1533ЛЕ3 и КР1533ЛЛ1. Параметры этих микросхемы приведены в таблице 3.18.

Таблица 3.18.

Электрические параметры выбранных микросхем.

5) С целью получения по четырех слагаемых, то есть для реализации логической функции 4 ИЛИ применяли схемы, где выход логической схемы 2 ИЛИ подсоединяли к входу другого элемента 2 ИЛИ, причём на второй вход другого элемента подаётся сигнал x_i (рис.3.10).

6) В результате проделанных преобразований получили схему комбинационной части цифрового автомата, изображённую на рис.3.11-12.

3.2 Разработка силовой части цифрового управляющего устройства

3.2.1 Разработка принципиальной схемы

Принципиальная схема силовой части цифрового управляющего устройства приведена на рис.3.13.

В качестве гальванической развязки между силой частью и цифровым блоком поставили транзисторную оптопару, по схеме, изображённой на рис.3.1.

Поскольку нам необходимо коммутировать переменный ток, то в качестве силовых ключевых элементов выбрали симметричные тиристоры. Постоянный ток управления тиристоров может достигать нескольких сотен миллиампер, а ток коллектора транзистора выбранного типа оптопары не должен превышать 10мА (таблица 3.2), поэтому с целью

защиты фототранзистора поставили транзисторный по схеме параллельного ключа.

При высоком уровне напряжения на входе оптопары фототранзистор входит в режим насыщения, поэтому напряжение на входе транзисторного ключа будет мало, при этом коммутирующий транзистор будет в режиме отсечки, так как выходное напряжение оптопары равно входному транзисторного ключа. В этом случае потенциал на управляющий электрод тиристора будет передаваться через резистор R3. При низком уровне напряжения на входе гальванической развязки фототранзистор будет в режиме отсечки, на входе транзисторного ключа будет подаваться напряжение, равное напряжению питания, коммутирующий транзистор будет находиться в режиме насыщения, поэтому между управляющим электродом и катодом тиристора будет прикладываться напряжение, равное напряжению насыщения транзистора VT, и силовой ключ будет закрыт. Резистор R2 необходим для задания тока базы транзистора и предотвращения короткого замыкания источника питания при насыщенном фототранзисторе оптопары.

Реализация логической функции 4 ИЛИ на логических функциях 2 ИЛИ.

Рис.3.10.

Принципиальная схема комбинационной части цифрового управляющего устройства

Рис.3.11.

Принципиальная схема комбинационной части цифрового управляющего устройства

Рис.3.12

Схема силовой части цифрового управляющего устройства.

Рис.3.13.

Поскольку параметры коммутируемой цепи одинаковы для всех выходов цифрового управляющего устройства, то схему, изображённую на рис.3.13 можно перенести и а другие выхода цифрового автомата.

3.2.2 Выбор силовых ключей

При выборе силовых ключей руководствовались правилом: максимальный прямой ток тиристора должен быть больше максимального тока коммутируемой цепи и максимальное обратное напряжение, выдерживаемое тиристорами, должно быть больше максимального коммутируемого напряжения коммутируемой цепи. Исходя из этого выбрали прибор из [5]. Параметры выбранного прибора приведены в таблице 3.19.

Таблица 3.19.

Параметры выбранного полупроводникового прибора.

Продолжение таблицы 3.19.

3.2.3 Рассчёт мощности, выделяемой на p-n переходе

1) Составили электрическую схему замещения тиристора (рис.3.15).

2)Рассчитали мощность, выделяющуюся на р-n переходе тиристора:

2.1)Используя схему замещения, изображённую на рис.3.15, рассчитали падение напряжения на тиристоре:

(3.54)

где U_T0=1.1 – пороговое напряжение тиристора, В;

I_d=15 – действующее значение прямого тока, проходящего через тиристор, А;

r_T=27∙10^-3 – динамическое сопротивление тиристора, Ом.

2.2)Рассчитали мощность, выделяемую на p-n переходе:

Характеристики

Список файлов курсовой работы