вторник, 27 июля 2010 г.

Независимая регулировка уставок при управлении силовыми цепями с ПЛИС

Когда появляется задача управления силовыми цепями с раздельной (независимой) регулировкой уровня нуля и максимума (единицы) в связке с цифровой логикой, к примеру, ПЛИС, то основной "проблемой" является сопряжение и приведение (преобразование) логических уровней к аналоговым. То есть, чтобы при логическом нуле с ПЛИС - на выходе драйвера уровень можно было регулировать от нуля до некоего значения уставки "1", а при логической единице с ПЛИС - на выходе уровень можно было регулировать от максимума до некоего значения уставки "2". Решение вроде-бы простое и логичное - использовать ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) или псевдо-ЦАП на сопротивлениях и свободных портах МК/ПЛИС. Однако, нужно учитывать наличие этих свободных портов и стоимость самих ЦАП, да и сами ЦАП являются слаботочными компонентами. Как еще схемотехнически можно обойти данное "узкое место", при условии сохранения простоты и возможности ручной регулировки этих уровней?

Рассмотрим следующее решение управления уставками для одного канала (нумерация и обозначения элементов проставлены условно):


Полутора-амперные стабилизаторы VR2, VR3 (LM317) совместно с триммерами R4, R5 позволяют регулировать уровень уставок, причем не будет потерь на триммерах. Комплементарная пара HEXFET (управляемых логическим уровнем) транзисторов VT1 (IRFL9014) и VT2 (IRFL014) образуют выходной силовой драйвер для подачи регулируемого значения уставки "1" во время действия логического уровня "1" с ПЛИС (для этого установлено первое плечо сдвоенного оптрона DA1.1 (TLP621-2) в неинвертирующем включении). В это же время, второе плечо оптрона DA1.2 в инвертирующем включении, что приводит к запиранию выходного силового драйвера на транзисторах VT3 (IRFL9014) и VT4 (IRFL014), который служит для подачи регулируемого значения уставки "2" во время действия логического уровня "0" с ПЛИС. Таким образом, подача логических нулей и единиц с выхода ПЛИС будет приводить к последовательному переключению силовых драйверов, что выразится в последовательной подаче установленных регулируемых уставок "1" и "2". Слаботочный стабилизатор VR1 служит для ограничения напряжения питания всей схемы до логического уровня +5V, служащего для коммутации его оптронами DA1.1 и DA1.2 перед подачей на силовые ключи VT1...VT4.
* Обратите внимание, что для второго канала повторять регулируемые стабилизаторы с триммерами нет необходимости, достаточно просто запараллелить управляющие сигналы, т.е. понадобятся всего две пары ключей в корпусе SOT-223 на каждый дополнительный канал и один сдвоенный оптрон (конечно при условии, что значения уставок одинаковы и не превышается допустимый ток на LM317).
Вы конечно можете заметить: "...зачем-же два оптрона и навесные компоненты к ним, когда достаточно одного инвертора?". Резонно, теоретически можно и инвертор. Однако, на практике силовые цепи следует все же развязывать от логической системы, в данном случае от ПЛИС. Это позволит избежать проблем в будущем (если что-то выгорит, то "цифра" целая) или при необходимости удлинить связи в системе. К примеру, можно с легкостью перейти на ИРПС интерфейс и управлять на расстоянии до километра.

p.s.: и последнее, выходной сигнал можно с легкостью инвертировать, достаточно лишь сменить значения уставки "1" на уставку "2" по уровням.

Комментариев нет:

Отправить комментарий

В комментариях уважайте собеседника, внимательно читайте посты и не додумывайте. Просьбы и предложения из разряда: «можно ваш Skype/Viber/телефон», «напишите мне в vk/FB», а также другие им подобные — игнорируются. Выход новых версий ПО, внешняя ссылка, переставшая работать с течением времени и т.п. не является основанием для претензий. Желающие спокойно подискутировать и высказаться — Welcome. Желающие спонсировать блог — Donate. Нарушение этих простых правил ведет к бану и удалению комментариев без предупреждения.