Важно отметить, что для отработки принципа работы схемы не обязательно строить сложную схему, полностью копирующую реальный блок, в данной дипломной работе такой задачи не ставится. Моделирование и макетирование производится для упрощенной схемы, с ключами работающими в линейном режиме, также принимается допущение, что комплекс ШС способен скомпенсировать любой наброс нагрузки, не выходящий за пределы технических требований предъявляемых к нему, и обеспечивает заданные показатели качества выходного напряжения, а блок шунтового коммутатора обеспечивает нахождение ШС в рабочем диапазоне.
Разработка окончательной функциональной схемы
Прежде чем разрабатывать электрическую принципиальную схему, необходимо определиться с её окончательным функциональным составом. Принципиальная схема и функциональная, должны быть максимально близки к структуре прототипа. В составе прототипа присутствуют каналы ШС, интегратор, быстрая дифференциальная связь. Кроме вышеперечисленного, в состав функциональной схемы должен входить блок коммутаторов, и схема управления им. Чтобы не усложнять схему, число каналов ШС было выбрано 5, а число каналов коммутатора 8, исходя из возможностей регистра собранного на двух микросхемах 564ИР9.
Для повышения быстродействия системы необходимо добавить канал определяющий число коммутируемых за раз секций, в зависимости от скорости изменения нагрузки. Для проверки его влияния на работу системы в целом, в функциональную схему были введены: дифференциатор; пороговое устройство, с двумя порогами; одновибратор (формирует 1 прямоугольный импульс заданной амплитуды и длительности, как только произошло срабатывания порогового устройства); формирователь парных импульсов; и схема выборки либо одиночных импульсов от основной СУ коммутатором, либо парных от дополнительного канала.
Логика работы дополнительного канала управления:
При резком изменении нагрузки возникает переходной процесс, и выходное напряжение откланяется от номинала. Дифференциатор определяет скорость этого изменения (чем выше скорость, тем больше амплитуда импульса формируемого на выходе дифференциатора), а полярность импульса зависит от того сброс или наброс нагрузки произошел. Импульс с дифференциатора подается на пороговое устройство, и если его амплитуда больше верхнего порога или меньше нижнего, то на выходе порогового устройства возникает короткий импульс. Этот импульс запускает ждущий одновибратор, который формирует импульс заданной длительности. Единичный импульс поступает на формирователь парных импульсов, и на его выходе формируется два импульса, суммарная длительность которых вместе с паузой между ними равна длительности входного одиночного импульса.
Одиночный импульс одновибратора и парный поступают на схему выборки. Схема выборки построена таким образом, что если на неё придет одиночный импульс от основного канала, то он свободно пройдет на выход и попадет на вход регистра, если при этом пришел парный импульс, то прохождение одиночного импульса запрещается и на выход проходит парный.
Логика работы основного канала управления:
Значение величины тока каждого ключа ШС поступает на вход суммирующего устройства. На выходе суммирующего устройства формируется величина характеризующая состояние всего блока ШС. Эта величина поступает на вход порогового устройства с двумя порогами. Если сумма больше верхнего порога, то возникает условие разрешения закорачивание дополнительных секций, если меньше нижнего, то формируется условие на разрешение подключения дополнительных секций. В принципе, схема построена таким образом. Что одновременное срабатывание двух порогов невозможно, но логическая схема на которую подаются сигналы с порогового устройства имеет дополнительный выход ошибки, если возникли одновременно два условия. Логическая схема идущая за пороговым устройством формирует сигнал направления переключения идущий на регистр (приложение 1.2), и сигнал тактовых импульсов, который идет на вход схемы выборки (логика её работы описана в пункте 2.1).
Есть предположение, что в процессе работы дополнительный канал не понадобится, либо наоборот будет мешать работе системы, но подтвердить или опровергнуть это можно только проведя натурные испытания макета. Окончательная функциональная схема приведена в приложении 2.3.
Поиск схемных реализаций блоков
Схемные реализации некоторых блоков частично или полностью были определены в предыдущем разделе., поэтому досконально разбирать схемотехнику каждого блока мы не будем, а остановимся лишь на наиболее значимых. Так как нет возможности изготовить и испытать высоковольтную схему, и в наличии нет достаточного количества имитаторов БС, было принято решение понизить напряжении шины до 6В, напряжение холостого хода 9В, ток короткого замыкания 200мА, а БС с имитировать с помощью несложной схемы на стабилитроне (рисунок 2.24а). Вольт - амперная характеристика такой схемы (рисунок 2.24б) очень похожа на характеристику реальной БС [4]. Всего для макета понадобится 13 блоков формирующих ВАХ БС.
Самое читаемое:
Контроллер опорно-поворотного устройства антенны
Микроконтроллеры уверенно и, по-видимому, навсегда
завоевали место в нашей жизни. Найти хоть одно электронное изделие, не имеющее
микроконтроллеров, практически невозможно. Разнообразные элементы схем в
видеомагнитофонах, DVD -
плеерах, телевизорах и микроволновых печах, автоматических дверях, системах
управления лифтами, промышлен ...