1. Задание на курсовой проект Требуется разработать регулятор температуры, который будет поддерживать температуру в соответствии с графиком задания Рис. 1. Точность соответствия температуры заданию должна быть не ниже 12%. t0C 80 -10 ?Uвх,В 0 100 200 220 Функциональная схема устройства : Uп = 140+/-30% Uвх ЗИ Р СУ VT1 Дt Rн Требования к узлам устройства: 1. Задатчик интенсивности : 1.1. Uвх0 = 0 В. 1.2. Uвх1 = ?220 В ; (напряжение сети). 1.3. Время нарастания температуры 32 с. 1.4. Задатчик должен обеспечивать потенциальную развязку от напряжения сети. 2. Система управления импульсным ключом: 2.1. Обосновать выбор типа модуляции. 2.2. Разработать принципиальную схему. 2.3. Рассчитать элементы. 3. Импульсный ключ: Выбрать требуемый транзистор импульсного ключа по току и напряжению. 4. Нагревательный элемент : Мощность нагревательного элемента 250 Вт. 5. Датчик температуры: Выполняется на диоде. 6. Регулятор : Пропорционально интегральный регулятор. 2. Импульсный ключ. Выбор силового ключа производится из расчета максимального напряжения Uкэ max и максимального тока Iк max Un max = Uн + 30% = 182 B = U кэ max Iн = P/Uн = 1.786 A Номинальный ток через транзистор Imax = U кэ max Iн / Uн Максимальный ток через транзистор Транзистор выбираем с запасом по току и напряжению 30%. U кэ max = Uп max + 30% = 236 B I к max = I max + 30% = 3.9 A Выбран транзистор КТ858А , из раздела высокочастотные мощные, со следующими параметрами : I к max = 7А ; U кэ max = 400 В ; ? = 10 ; U бэо max = 6 В ; U кэ нас = 1 В КIД = ? / 3 = 3.33 Динамический коэффициент передачи по току Iб max = I max / KIД = 0.905 А 3. Система управления импульсным ключом. 3.1. Предоконечный каскад. Выбор транзисторов в предоконечном каскаде проводится по следующим параметрам : 1. Un < Uбэо max(силового ключа) 2. Iк max = Iб (силового ключа) max + 50% 3. U кэ max = 2Un + 30% Примем Un = 5 B Тогда : U кэ max = 13 В Iк max = 1.358 А Для как можно большего уменьшения тока управления необходимо в предоконечный каскад поставить транзистор с большим коэффициентом усиления. Важным условием так же является широкая полоса рабочих частот. По этим параметрам выбран составной высокочастотный транзистор КТ972Б со следующими параметрами : I к max = 4А ; U кэ max = 45 В ; ? = 750 ; U бэо max = 5 В ; U кэ нас = 1.5 В КIД = ? / 3 = 250 Динамический коэффициент передачи по току Определим ток базы составного транзистора : Iб max = Iк max / KIД = 0.005 А Ток базы достаточно мал, значит можно уже использовать микросхему. Для более быстрого отключения силового транзистора необходимо притянуть накопившиеся на его базе заряды к отрицательному полюсу источника питания. Для этого необходимо использовать транзистор типа p - n - p . Произведем выбор этого транзистора . 1. U кэ max = 2Un + 30% 2. Iк max = Iб (силового ключа) max + 50% Выбран транзистор 2Т830А со следующими параметрами : I к max = 2А ; U кэ max = 25 В ; ? = 25 ; U бэо max = 12 В ; U кэ нас = 0.6 В 3.2. Управление ключом поручим АЦП . K554CA3Б 3 W 4 2 7 Q R 8 R 9 11 Q 6 +U -U Выберем компаратор К554СА3Б со следующими параметрами: Un = +/-15 B (+/-1.5 В) ; Iпот1 < 7.5 mA ; Iпот0 = 5 mA ; Ucм < 7.5 mB ; Iвх ср < 0.25 mkA ; Для управления импульсным ключом необходимо на его вход подавать управляющие импульсы, преобразованные из аналоговых сигналов задания и сигнала с датчика температуры. Для этой цели выберем широтно импульсную модуляцию ШИМ - 1. Я реализую ШИМ - 1 модулятор на компараторе. Более точная модуляция в данном проекте не требуется т.к. ............