Для преобразования импульсов, выдаваемых пьезоэлектрическим генератором (ПГ), в необходимое напряжение питания фотоавтомата (ФА) с лампой накаливания, построим следующую структурную схему преобразователя, представленной на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 - Структурная схема преобразователя
В состав преобразователя входят:
1) Ф - RC-фильтр;
2) ППН - преобразователь постоянного напряжения.
На рисунке 4.2 изображён RC-фильтр.
Рисунок 4.2 - Схема RC-фильтра
На выходе ПГ необходимо параллельно включить 5 диодов (так как пьезоэлектрический преобразователь (ПП) состоит из 5 пьезоэлементов) для предотвращения обратного пьезоэффекта. Диоды выберем на 500 - 600 В, поскольку амплитуда импульсов на выходе ПГ (Uф.вх) составляет 335,729 В (τи - длительность импульса: 0,173 с; Ти - период следования импульсов: 0,2 с).
Зададим напряжение на выходе фильтра Uф.вых = 300 В, тогда сопротивление будет равно
где Iф.вх - входной ток фильтра (17 мА), тогда получим
Ёмкость высоковольтного конденсатора C1 определяется выражением
Смоделируем при помощи пакета Micro-CAP 7.0 схему фильтра (рисунок 4.3) и построим график зависимости выходного напряжения от времени.
Рисунок 4.3 - Схема RC-фильтра в Micro-CAP 7.0
Для построения графика в меню «Analysis» выберем «Transient…». Далее появится окно «Transient Analysis Limits» (рисунок 4.4).
Рисунок 4.4 - Окно «Transient Analysis Limits»
Согласно рисунку 4.4 зададим параметры построения графика и нажмём клавишу «Run». В результате появится график зависимости выходного напряжения от времени (рисунок 4.5).
Рисунок 4.5 - График зависимости выходного напряжения от времени
По графику на рисунке 4.5 определяем, что напряжение на выходе RC-фильтра равно 300±1 В.
Далее необходимо преобразовать полученное напряжение (300 В) в требуемое напряжение питания 2,7 В. Выберем согласно преобразователь постоянного напряжения серии MSS-MH фирмы CRANE (Interpoint). MSS-MH являются преобразователями военного и авиационно-космического класса, также используется в коммерческом и промышленном применении. ППН этого класса созданы с применением передовых технологий высокочастотного преобразования энергии. Герметичные блоки обеспечивают полную мощность в температурном диапазоне от минус 55 до плюс 100°С.
Функции MSS-MH:
1) защита от короткого замыкания нагрузки;
2) автоматическое выключение преобразователей при чрезмерном понижении входного напряжения (< 79 В);
) возможность внешней синхронизации рабочей частоты преобразования (от 450 до 550 кГц) и др.
Из этой серии выберем преобразователь MSS-MHL (характеристики приведены в таблице 4.1). Он состоит из входного фильтра (Ф1), конвертора (тоже, что ППН) и выходного фильтра (Ф2). Номинальное напряжение пульсаций на выходе Ф2 составляет 12 мВ в диапазоне частот от 10 кГц до 2 МГц и 75 мВ - от 2 до 20 МГц. Усилительный каскад конвертора обеспечивает низкий входной шум и высокую фильтрацию в диапазоне входного напряжения от 200 до 400 В. Перейти на страницу: 1 2 3
Другое по теме:
Методы проектирования и моделирования усилителей Значительные изменения во многих областях науки и техники обусловлены развитием электроники. В настоящее время невозможно найти какую-либо отрасль промышленности, в которой не использовались бы электронные приборы. Одними из таких прибор ...