го струму оптопари. Щоб уникнути перевантаження елементів двійкової логіки доводиться включати додаткові (буферні) каскади на транзисторах (VT1 буф, VT2 буф).
Вибір оптопари здійснюється з умови, що допустимий вихідний струм оптопари I вих.доп. повинен бути хоча б в (1,1 ... 1,2) рази більше, ніж I вх предмощного каскаду:
Вибираємо оптопару типу 3ОТ127А з наступними характеристиками:
Таблиця 3.3
U вих, BUБЕ, BI вх, мАIвих, мАIОПТдоп, мА1.50,91510026
Переймаючись величиною напруг (у загальному випадку необхідно, щоб (комутації), згідно з рівнянням (V1опт - відкритий, V2апт - закритий)
(5.3.1)
визначаємо величину опору:
(5.3.2)
Вибираємо резистор R5, R10 зі стандартних значень величин - 800 Ом.
Знаходимо максимальний наскрізний струм з наступного рівняння (приймаємо, що всі VT премощного каскаду закриті):
, (5.3.3)
тоді:
(5.3.4)
Так як Iопт.доп gt; 1,1? Iск.max, то оптопара обрана коректно.
Знаючи IвхОПТ вибирається буферний транзистор. Так як IвхОПТ=4,5мА, то вибираємо транзистор типу КТ343А з наступними параметрами:
- максимально допустимий постійний струм колектора I Кmax=50мА;
напруга насичення колектор-емітер U КЕ нас=0,3 В;
коефіцієнт передачі h 21Е=30.
В якості логіки DD1 вибираємо мікросхему К155ЛА3 з негативних колектором.
Опір резистора R 3, розраховується за наступною формулою:
, (5.3.5)
де U е=1 В (менш не бажано через можливі перешкод).
Вибираємо найближче стандартне значення опору R3=48 Ом.
Напруга
З рівняння знаходимо, що при Е1=5В, UБ=1,6В:
(5.3.6)
Для нормальної роботи схеми необхідно, щоб струм, що протікає через дільник напруги, був завжди більше Iб. Для точки 1 (див. Малюнок 4.3.1) R1 і R2 - паралельне з'єднання. Тому необхідно виконання нерівності
(5.3.7)
Для виконання цієї нерівності візьмемо:
(5.3.8)
Знаючи, та враховуючи (4.3.7) знаходимо опір:
(5.3.9)
(5.3.10)
Вибираємо найближчі стандартний значення резисторів R1=620Ом, а резистор R2=300 Ом.
Так як, коли на виході мікросхеми DD1 буде логічний нуль, справедливо рівняння (логіка DD1 з відкритим колектором):
(5.3.11)
,
то мікросхема логіки DD1 обрана вірно.
Час перемикання обраної оптопари 6 + 100=106мkс, а період переключення потужного каскаду Т=0,0002с=200мkc, по своїй швидкодії оптопара обрана вірно.
. 4 Розрахунок елементів затримки
При перемиканні потужних транзисторів, як правило, транзистор швидше відкривається, ніж закривається (при закриванні позначається запізнювання через ефект розсмоктування неосновних носіїв у базі). З урахуванням цього в стовбурі, де знаходяться транзистори VT1, VT2, можуть протікати великі некеровані струми (наскрізні струми), які приведуть до відмови VT. Стандартний спосіб боротьби - організація тимчасових затримок на відкривання VT, а сигнал на закривання подається миттєво.
Просте схемне рішення зображено на малюнку 3.4, де R - опір не більше 100 Ом для виключення режиму «обірваний вхід».
Малюнок 3.4.- Схема формування тимчасової затримки.
Схема І миттєво спрацьовує при вхідному сигналі - логічний нуль. Але коли на вході буде логічна одиниця (2,4 - 5В), то спрацьовування схеми буде тоді, коли ємність зарядиться до величини перекидання схеми (близько 1,2 В).
Істотний недолік в тому, що при такому схемном рішенні для ТТЛ-логіки можна отримати максимальну затримку трохи більше 2 мкс (ємність заряджається не тільки через R, а й через вхідний опір мікросхеми - порядку 3,6 КОм ).
Дану схему можна модифікувати для отримання більшої затримки (виключити ефект зарядки С через Rвх логіки) (рис. 3.5).
В якості компаратора DA1 вибираємо, як і в попередніх каскадах мікросхему К554СА3, а в якості інвертора мікросхему К555ЛА3.
Малюнок 3.5 - Схема формування тимчасової затримки.
Для розрахунку RC-ланцюга використовуємо формулу:
(5.4.1)
де;
-мінімальне напруга виходу схеми ШІМ,;
(5.4.2)
(довідкові дані VT1, транзисторів предмощного каскаду і оптопари);
(напруга спрацьовування DA1);
З...
