Б5-71. Цифровое управление .

Схема Б5-71 про. Цифровое управление.

Основой  схемы цифрового управления и индикации, главным ядром серии лабораторных источников питания Б5-71 Про является процессор ADuC812 – D20. Процессор имеет один  8 канальный  12 разрядный АЦП и два  12 разрядных  ЦАП-а.  ADuC812 использует внешний источник опорного напряжения  ADR364B – D4.

Каналы  АЦП распределены следующим образом:

1. ADC0 - выходное напряжение источника.
2. ADC1 - выходной ток источника.
3. ADC2 - напряжение питания силового источника 12В.
4. ADC3 - температура охлаждающих  радиаторов.

  Выходное напряжение источника поступает на вход ADC0 через дифференциальный  нормирующий  усилитель. Усилитель выполнен на ОУ D15.1 и резисторах R113, R110, R118, R121. Емкости С88, С94 снижают высокочастотный  шум усилителя.

  Нормирующий усилитель токового канала измерения выполнен на      резистивном делителе  R109, R111 и буферном усилителе на D15.1.  Входным сигналом для этого усилителя является сигнал OUTI. Это выходной сигнал с нормирующего усилителя на ОУ D11.2, который  усиливает сигнал, снимаемый датчика тока (см. главу Силовой источник питания).

         Нормализатор канала  измерения  12В - резистивный делитель  R104, R105 и емкость С86.

         Температурный  канал выполнен на усилителе D12.1. Температурным датчиком является переход база-эмиттер биполярного транзистора. Коэффициент передачи датчика ~ -2mV/град.  Общий коэффициент температурного канала (датчик + усилитель)  ~  -33mV/град. Резистором  R108 задается  смещение, позволяющее  компенсировать разброс вольтамперных характеристик  датчиков и сместить температурный диапазон  измерителя.

   ЦАП-ы  имеют следующие функции:

1. DAC0 – задатчик  выходного напряжения источника.
2. DAC1 – задатчик  выходного тока источника.

     Напряжение  задатчика  напряжения  с выхода  DAC0 поступает на вход буферного усилителя  D16.1 через цепочку R138 и C98. Эта цепочка отфильтровывает цифровой шум, существующий на выходе DAC0.Через резистор  R138 при запуске (перезапуске) источника протекает ток, сформированный схемой плавного запуска (см. главу Силовой источник питания). Напряжение с выхода D16.1(сигнал ODAU) поступает  на вход канала регулятора напряжения контроллера  TL494. Буферный усилитель имеет положительную обратную связь по току, протекающему на выходе источника.  Сигнал  обратной  связи (сигнал I_IN) снимается с токовых резисторов R44-R48 и  выделяется на резисторе  R170. Положительная связь по току компенсирует падение напряжения на токовых резисторах. Это происходит за счет положительного смещения выходного напряжения опоры (сигнал ODAU). Величина этого смещения пропорциональна   выходному току источника. Коэффициент пропорциональности задается   резистором  R171.  

         Напряжение  задатчика  тока  с выхода  DAC1 поступает на вход буферного усилителя  D16.2 через аналогичную фильтрующую цепочку R140,C97. Напряжение с выхода D16.2(сигнал ODAI) поступает  на вход канала регулятора тока контроллера  TL494.

         Оба буферных усилителя имеют коэффициент передачи 2,283 и усиливают напряжение  ЦАП- ов  до уровня 9,35В.

         Блок цифрового управления  переключает скорость вращения  вентилятора, в зависимости от температуры охлаждающих радиаторов. Температура измеряется в канале ADC3(см. выше).  Скорость изменяется путем изменения опорного напряжения регулятора вращения вентилятора.   

  Сигнал с датчика вращения вентилятора (FDA) поступает одновибратор  D10.1. Датчик вращения может быть как встроенным в вентилятор, так и внешним, реализованным на оптопаре V54,V55. По каждому положительному перепаду сигнала FDA, одновибратор формирует импульс, длительность которого задается цепочкой R142, C110.  Таким образом, на выходе  D10.1 мы имеем импульсный сигнал (SHIM),  постоянная составляющая которого растет пропорционально скорости вращения вентилятора. Коэффициент пропорциональности задается цепочкой R142,C110. Постоянная составляющая  этого сигнала выделяется цепочкой R102, C81.  Далее, через резистор R99 этот сигнал поступает в схему сравнения на ОУ D12.2,  где сравнивается с опорным напряжением. Опорное напряжение формируется резисторами R96, R98 и имеет два  дискретных значения, в зависимости от значения цифрового сигнала MAX.

Сигнал рассогласования  преобразуется в ток транзистором V52 и резистором R95. Этим током управляется транзистор V53, который формирует напряжение питания вентилятора.

При низких оборотах (сигнал MAX=0) сигнал опоры имеет значение примерно 3,1 Вольта. Такая постоянная составляющая должна быть у сигнала SHIMпри необходимых низких оборотах вращения вентилятора.

         При высоких оборотах (сигнал MAX=1) сигнал опоры равен 5В.  Такая постоянная составляющая для сигнала SHIMпри напряжении питания 12В должна быть недостижимой. При этом транзистор V53 оказывается полностью открытым и вентилятор работает на максимальных оборотах.