Технические разделы

Расчет гальванической развязки

В качестве гальванической развязки применим оптическую связь. Оптическая связь защищает предыдущие информационные каскады от высокого напряжения выходных каскадов. С точки зрения минимизации числа элементов схемы целесообразно в качестве гальванической развязки использовать диодно-транзисторную схему оптопары типа АОТ. Выбираем одну из типовых схем гальванической развязки, которая показана на рис.5.1. Транзистор оптопары должен работать в ключевом режиме.

Рис.5.1. Схема гальванической развязки.

Данная схема гальванической развязки особенно хорошо согласуется со схемой предмощного каскада рис.4.1., т.к. последняя для своей эффективной работы требует двуполярного управляющего сигнала.

Транзисторы оптопары (VT1опт ,VT2опт) должны работать в ключевом режиме, допустимый выходной ток элемента двоичной логики должен быть больше входного тока оптопары. Во избежание перегрузки элементов двоичной логики приходится включать дополнительные (буферные) каскады на транзисторах (VT1 буф, VT2 буф).

Выбор оптопары осуществляется из условия, что допустимый выходной ток оптопары IВЫХ ДОП должен быть хотя бы в (1,1…1,2) раза больше, чем IВХ предмощного каскада:

Выбираем оптопару типа АОТ122А. Задаваясь величиной напряжений (в общем случае необходимо, чтобы (Е коммутации) согласно уравнению (V1ОПТ- открыт, V2ОПТ- закрыт).

(5.1)

определяем величину сопротивления :

(5.2)

Выбираем резистор ,R10 из стандартных значений величин R10 = 220 Ом. Находим максимальный сквозной ток из следующего уравнения (принимаем, что все VT премощного каскада закрыты):

, (5.3)

(5.4)

Так как Iопт.доп £1,1×Iск.max , 15мА ≤1,1×15,9=17,49мА, то оптопара выбрана корректно. Зная IВХОПТ выбирается буферный транзистор, см. рис.5.1. Так как IВХОПТ=16,5мА, то выбираем транзистор типа КТ315Ж, со следующими параметрами:

максимально допустимый постоянный ток коллектора IКMAX=150мА;

напряжение насыщения коллектор-эмиттер UКЭ НАС = 0,5 В;

коэффициент передачи h21Э = 30;

ток базы Iб=0,15 мА.

Сопротивление резистора R3, рассчитывается по следующей формуле:

, (5.5)

где Uэ =1 В (менее не желательно из-за возможных помех).

Выбираем ближайшее стандартное значение сопротивления R3=62 Ом.

Напряжение

Из уравнения находим, что при Е1=5В, UБ=1,6В:

(5.6)

Для нормальной работы схемы необходимо, чтобы ток, протекающий через делитель напряжения, был всегда больше Iб. Для точки 1 (см.рис.5.1.) R1 и R2 - параллельное соединение. Поэтому необходимо:

. (5.7)

Для выполнения этого неравенства возьмем:

(5.8)

Зная , и учитывая (5.3.7) находим сопротивление :

(5.9)

(5.10)

Выбираем ближайшие стандартный значения резисторов R1=620Ом, а резистор R2 =300 Ом.

Так как, когда на выходе микросхемы DD1 будет логический ноль, справедливо уравнение (логика DD1 с открытым коллектором):

,

то микросхема логики DD1 выбрана верно. Время переключения выбранной оптопары 6+100=106мkс, а период переключения мощного каскада Т=0,001с=1000мkc, поэтому по своему быстродействию оптопара выбрана верно.

Еще статьи по технике и технологиям

Характеристика сетей и технологий Integrated Services Digital Network
В данной работе рассматривается тема "Характеристика сетей и технологий ISDN". ISDN - цифровая сеть комплексного обслуживания. В соответствии с определением МСЭ ISDN - это сеть, обеспечивающая полностью цифровые соединения м ...

Система централизованного контроля параметров судовой энергетической установки
Структурная схема системы контроля контроль судовая энергетическая установка Рисунок 1- Структурная схема СЦК В состав структурной схемы входят: В качестве датчиков (первичных измерительных преобразователей) Д1… Д6 исп ...

© 2020 | www.techexpose.ru