Разработка схемы управления драйверами СТК

Для верхнего плеча полного моста сигнал управления драйвером формируется из двух условий. При нормальной работе схемы сигнал, поступающий на вывод IN микросхемы должен приходить с управляющего процессора. При возникновении аварии по перенасыщению работа драйвера, как оговаривалось ранее в пояснительной записке, должна быть приостановлена на период сигнала ШИМ. Данную развязку произведем с помощью логики «И-НЕ». Для этого выбираем микросхему 1564ТЛ3 [18], которая включает в себя 4 триггера Шмитта с логикой «2И-НЕ» на входе, УГО которой показано на Рисунке 36. По питанию микросхемы устанавливаем керамический конденсатор емкостью 0.1 мкФ.

 

Рисунок 36. УГО микросхемы 1564ТЛ3

 

Включение данной микросхемы показано на Рисунке 37.

Рисунок 37. Схема включения 1564ТЛ3

 

Логика работы данного варианта включения логических элементов представлена в Таблице 4.

Таблица 4. Состояние СТК в зависимости от входных сигналов микросхемы 1564ТЛ3

От микроконтроллера	От вывода FB драйвера	На вход драйвера	Примечание
«0»	«0»	«1»	СТК закрыты. Низкий уровень ШИМ.
«0»	«1»	«1»	СТК закрыты. Авария.
«1»	«0»	«0»	СТК открыты. Высокий уровень ШИМ
«1»	«1»	«1»	СТК закрыты. Авария

Сигнал управления нижним плечом формируется только сигналом с микроконтроллера. Но для простоты применим логическое решение на микросхемах 1564ТЛ3 и в данном случае.

Для выработки сигнала, приходящего на вход логики 1564ТЛ3 при аварии по перенасыщению СТК, была разработана схема, представленная на Рисунке 38. Были выбраны транзисторы серии 2T3130 [19], два из который являются структурой npn, а один pnp. Все транзисторы в данной схеме работают в ключевом режиме. Краткая характеристика параметров:

· Напряжение насыщения база-эмиттер (, В: не более 1,2В

· Напряжение насыщения коллектор-эмиттер (, В: не более 0,2В

 А также были выбраны диодные сборки 2Д803АС9, которые уже ранее фигурировали в данной пояснительной записке и являются в данном случае ограничителями напряжения.

 

Рисунок 38. Схема выработки сигнала аварии

 

При безаварийном режиме вывод FB является обрывом цепи, транзистор VT1 закрыт, транзистор VT2 закрыт, ток через резисторы R6 и R3 не протекает, на вход логического элемента 1564ТЛ3 приходит значение потенциала U1, то есть 0В при любом значении напряжения с выхода драйвера. При появлении аварии, вследствие перенасыщения СТК, вывод FB подтягивается к нулевому потенциалу. От источника 15В через резисторы R1 и R2, являющиеся делителем напряжения, образуется напряжение на базе транзистора VT1 равное:

; (50)

Напряжение  является достаточным для открытия транзистора VT1, после его открытия через делитель напряжения, состоящего из резисторов R3 и R6 номиналами соответственно 300 и 150 Ом на вход логического элемента 1564ТЛ3 приходит напряжение номиналом:

; (51)

Что является высоким логическим уровнем, который приводит к запиранию СТК согласно Таблице 4. А также при открытии транзистора VT1 открывается и транзистор VT2 напряжением 1В, на время зарядки конденсатора номиналом 0.047мкФ, которое ограничивается диодной сборкой 2Д803АС9. На время зарядки конденсатора – транзистор VT2 остается открытым и, тем самым, удерживает открытым транзистор VT1, напряжением рассчитанным по формуле (52) через делитель напряжения R4-R1.

; (52)

Необходимо это для того, чтобы сохранить высокий сигнал на входе логического элемента 1564ТЛ3, так как при возникновении пассивного входного уровня («высокий» уровень) на входе драйвера управления СТК сбрасывается режим аварии и вывод FB вновь обрывается. Время зарядки конденсатора составит:

; (52)

По истечении времени зарядки конденсатора – закроется транзистор VT2, подтянутым напряжением нулевого потенциала через резистор сопротивлением 7.5кОм, тем самым закроется и транзистора VT1, а значит на вход логического элемента также придет низкий уровень – возвращающий работу системы в безаварийном режиме.