Генератор трехфазных импульсов.
Для целей проведения физических экспериментов был разработан и создан генератор трехфазных импульсов. Устройство имеет на выходе мощные полевые транзисторы (IRFP260N), способные коммутировать напряжения амплитудой до 200В и токи до 50А (значения тока в коротких импульсах могут достигать 100А и более). Сопротивление открытого канала транзисторов 0.04 Ом.
Выходом устройства являются три "открытых" стока силовых транзисторов:
Работа генератора происходит строго циклически. Сначала включается выходной транзистор фазы "А", пребывает заданное время во включенном состоянии, затем выключается.
Через некоторое время включается транзистор фазы "В", пребывает заданное время во включенном состоянии, затем выключается.
Через некоторое время все тоже самое происходит с транзистором фазы "С".
После завершения полного рабочего цикла все повторяется сначала и т. д. Смена выходных транзисторов происходит через время переключения (период переключения), которое в три раза меньше времени цикла (периода цикла):
Каждый транзистор включается на одно и то же время включения (длительность включения). Длительность включения и период переключения транзисторов можно регулировать в широких пределах, однако длительность включения не может быть нулевой или превышать период переключения:
Возможности генератора по настройке временны'х параметров следующие:
Длительность включения выходных транзисторов: минимум 1.25мкс, максимум 3.35сек;
Период переключения выходных транзисторов (частота переключения): 2.1мкс (476кГц), максимум 3.35сек (0.3Гц);
Соответственно, период цикла (частота циклов): минимум 6.2мкс (158кГц), максимум 10сек (0.1Гц).
Установка рабочих параметров (периода переключения и длительности включения силовых транзисторов) осуществляется с помощью компьютерного интерфейса:
Компьютерный интерфейс построен таким образом, чтобы было удобно быстро подбирать необходимую частоту и длительность включения в ходе экспериментов. Любые изменения в работе Генератора происходят только после нажатия кнопки "Загрузить в Устройство". При успешной загрузке данных справа от данной кнопки на короткое время появляется надпись "Ok!":
Соединение генератора с персональным компьютером осуществляется через COM-порт:
Для выбора правильного COM-порта компьютера в компьютерном интерфейсе имеется меню "СОМ-порт":
Кроме меню "СОМ-порт" имеется меню "Помощь". Меню "Помощь" содержит единственный пункт "О программе":
который позволяет открыть окно "О программе":
Скачать и опробовать компьютерный интерфейс Вы можете здесь: G3F.rar (262кБ).
В архиве содержаться два файла:
G3F.exe - собственно, компьютерный интерфейс;
Settings.bin - файл с настройками интерфейса (номер COM-порта, заданные параметры). Этот файл необходим, чтобы при очередной загрузке интерфейса сохранялись предыдущие настройки.
Питание устройства осуществляется через блок питания 12В. Ток потребления не превышает 0.3А. Имеется два разъема питания, идентичных по назначению:
Требования к напряжению питания довольно жесткие (допустимое напряжение питания 11В ... 12.5В), поэтому блок питания лучше использовать стабилизированный.
Для отражения состояния генератора на плате имеются пять светодиодов.
Светодиод "POWER" горит всегда, когда на устройство подано питание, говорит о исправности схемы и источника питания;
Светодиод "PC" светиться в момент обмена данными с персональным компьютером (после нажатия кнопки "Загрузить в Устройство" на компьютерном интерфейсе). На время обмена данными все силовые транзисторы выключаются, а после завершения обмена данными, управление силовыми транзисторами начинается в соответствие с новыми настройками. Таким образом, когда горит светодиод "PC", все выходные транзисторы выключены (заперты).
Испытуемые схемы соединяются с Генератором импульсов с помощью винтовых клеммников:
Вблизи каждого клеммника находятся светодиоды "OUT A", "OUT В" и "OUT C". Эти светодиоды подключены непосредственно к управляющим электродам транзисторов и свечение данных светодиодов означает, что соответствующий транзистор включен (открыт):
Конструктивно Генератор трехфазных импульсов представляет собой двустороннюю печатную плату с установленными на нее компонентами. Основой прибора является микроконтроллер ATtiny2313, работающий на частоте 20.0МГц:
Снизу платы находятся три силовых транзистора IRFP260N:
Для отвода тепла от силовых транзисторов плата смонтирована на радиаторе. Радиатор электрически соединен с общим проводом устройства.
Если, прочитав эту страницу, Вы сочли необходимым иметь у себя такое устройство, или Вы хотите иметь какое-либо другое устройство, выполненное под Ваши нужды, Вы можете обратиться на электронный почтовый ящик Yarst@mail.ru, и вместе мы сможем найти пути удовлетворения Ваших потребностей.
© 1995-2019 Ярослав Меньшиков
Материал на страницах этого сайта выложен только для ознакомительных целей.
Любая перепечатка и распространение, использование в коммерческих целях материалов данного сайта возможно только с разрешения и по согласованию с автором.
