Вертикальный принцип управления тп

В лабораторных работах для управления ТП используются ШИМ – контроллеры TL494 , TL598 . Фирма изготовитель TEXAS INSTRUMENTS США . Отечественный аналог – семейство контроллеров 1114ЕУ3/4/5 . Упрощенная функциональная схема контроллера и ТП представлены на рис . 3 , а . Основными узлами контроллера яв − ляются широтно – импульсный модулятор (ШИМ) , в состав которого входят гене − ратор пилообразного напряжения (ГПН) , пороговый элемент (ПЭ) и формирователь импульсов управления (ФИУ) . Более подробно контроллер будет описан в следую − щих разделах .

Роль ФИУ выполняют выходные триоды контроллера , которые непосредственно или через внешний буферный каскад воздействуют на управляющий электрод (базу или затвор) силового триода ТП .

ШИМ состоит из генератора пилообразного напряжения (ГПН) порогового эле − мента (ПЭ) и реализует , так называемый , вертикальный принцип управления . Диа − грамма на рис . 3 , б , в , г поясняется суть вертикального принципа .

ГПН по определению является источником напряжения пилообразной формы U_п с постоянным периодом (частотой f = 1/T) и амплитудой U_пм . Напряжение пилы U_п

9

поступает на один из входов порогового элемента , на другой вход подается напря – жение сигнала U_с . На входах ПЭ напряжения U_п и U_с сравниваются . Пока U_с > U_п уровень U_пэ на выходе ПЭ – высокий . В момент равенства U_с = U_п и далее , при

Рис . 3

U_с < U_п , напряжение U_пэ скачком падает и остается равным нулю до конца периода (рис . 3 , в) .

Импульсы U_пэ , воздействуя через схему ФИУ на силовой триод V , управляют временем открытого состояния последнего в каждом периоде работы ТП . В им − пульсной технике используется термин − относительная длительность импульса , или , что то же самое , коэффициент заполнения K_з = T_и / T . Зависимость K_з = f (U_с) называют модуляционной характеристикой ШИМ .

Формулу модуляционной характеристики находят на основании следующих рассуждений . Полагаем , что в течение периода напряжение U_п нарастает по линейному закону

.

Моменту времени , когда наступает равенство U_п = U_с может соответствовать либо срез импульса U_пэ (рис . 3 , в) , либо передний фронт (рис . 3 , г) . В первом случае t = T_и , во втором случае t = T – T_и . Поэтому можно записать

и

Отсюда находим формулы модуляционной характеристики

K_з = U_с/U_пм и K_з = 1 – U_с/U_пм .

Из формул следует : а) чтобы управлять коэффициентом заполнения уровень сигнала должен изменяться в пределах 0…U_пм , б) модуляционная характеристика ШИМ , реализующего вертикальный принцип при пилообразной форме U_п – линейная .

10