Синтез цифрового управляющего устройства (стр. 6 из 6)

Рис.3.16.

Из [9] выбрали микросхему К561ИЕ15А, параметры которой приведены в таблице 3.23. Это программируемы вычитающий счетчик-делитель, которым можно задать коэффициент деления частоты от 3 до 15999. Выходной сигнал является импульсом с шириной равной периоду тактовой частоты, который повторяется с частотой в "N" раз меньше входной. Счетчик предустанавливается 16-ю входными сигналами.

Таблица 3.23.

Параметры микросхемы К561ИЕ15А

Прибор	Параметры
Прибор	U_пит	I_пот	U¹_вых	U⁰_вых	I¹_вх	I⁰_вх	I⁰_вых	I¹_вых.
К561ИЕ15А	5В	10мА	4.6B	<0.5B	<20мкА	<-0.1 мА	2мА	>1мА

Требуемый коэффициент деления частоты рассчитали по формуле (3.62):

(3.62)

где f_ZQ=32768 – частота резонанса кварцевого резонатора, Гц;

f=33.3 – рассчитанная частота задающего генератора, Гц.

В программируемом счетчике-делителе коэффициент деления задаётся состояниями входов P_i. Эти входы задают разряды коэффициента деления: P₁=0 – тысячи, P₂=9- сотни, P₃=8 – десятки, P₄=4 – единицы. Входы М и Р₅ подключаем согласно справочным данным на микросхему [9]: М=2=«111»

На схеме соответственно соединили выводы разрядовых регистров («0» к общему выводу всей схемы, «1» к источнику питания 1).

С целью унификации задающего генератора и удобства его настройки на входа делителя частоты поставили механические ключи типа «Swich», при этом при включенном состоянии ключа на соответствующий вход подана логическая единица, а при отключенном – логический ноль.

Из [8] выбрали ключи, их параметры приведены в таблице 3.24.

Таблица 3.24.

Параметры выбранных механических коммутирующих приборов.

Марка	Предельные параметры
Марка	Число ключей в корпусе	Максимальное коммутируемое напряжение, В	Максимальный коммутируемый ток, А	Износостойкость

4.РАЗОРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ЦИФРОВОГО УПРАВЛЯЮЩЕГО УТРОЙСТВА

4.1 Выбор охладителя на силовые ключи

Считая, что тепло, выделяемое на p-n переходе полупроводникового прибора, отдаётся только через контакт полупроводникового прибора и радиатора, выбрали из [5] величине выделяемой мощности (P_j=22.6) охладитель: О231.

4.2 Выбор основания для монтажа микросхем

Из [8] в качестве основания для монтажа элементов схемы фольгированный стеклотекстолит СФ-2-50-1.5. Параметры выбранного основания приведены в таблице 3.24.

Таблица 3.24.

Параметры выбранного основания для монтажа элементов.

Марка	Электрические параметры фольгированного стеклотекстолита
Марка	Толщина изоляции d, мм	Толщина фольги Н, мкм	Максимальная плотность тока J, А/мм²	Удельное сопротивление изолятора ρ, Ом/м
СФ-2-50-1.5	1.5	50	4	1.2∙10⁹

4.3 Выбор конструктивного исполнения цифрового управляющего устройства

Поскольку силовые ключи напитываются напряжением, равным 600В, то и при коротком замыкании коммутируемой цепи может выйти из строя как силовая часть, так и цифровой автомат, поэтому с целью уменьшения стоимости ремонта цифрового управляющего устройства монтаж силовой части и цифрового автомата с входными цепями производим на разных монтажных платах.

4.4 Расчёт минимальной ширины дорожки проводящего рисунка печатной платы

1)Рассчитали максимальный ток дорожек, обеспечивающих подвод питания к цифровой и аналоговой части цифрового управляющего прибора.

1.1) По данным, приведённым в пункте 3, нашли максимальный потребляемый ток схемой цифрового автомата:

I=k∙(q∙I_not+w∙I_or/not+r∙I_and+t∙I_lr+u∙I_dc1+p∙I_dc2+v∙I_or+

+b∙I_T)=1,4∙(2∙3.8+3∙4+4+4∙3+35+13+4∙5+10)= (3.63)

=147.6 мА

где q=2 – количество микросхем КР1533ЛН1

w=3 - количество микросхем КР1533ЛЕ1;

r=1 - количество микросхем КР1533ЛИ1;

t=4 - количество микросхем КР555ЛР13;

u=1 - количество микросхем КР1533ИД3;

p=1 - количество микросхем КР555ИД6;

v=4 - количество микросхем КР555ЛЛ1;

b=1 - количество микросхем КР1533ТМ7;

k=1.4 – добавочный коэффициент;

I_not=3.8 –максимальный ток, потребляемый микросхемой КР1533ЛН1, мА;

I_or_/_not=3 -максимальный ток, потребляемый микросхемой КР1533ЛЕ1, мА;

I_and = 4 -максимальный ток, потребляемый микросхемой КР1533ЛИ1, мА;

I_lr =3 -максимальный ток, потребляемый микросхемой КР1533ЛИ1Ю, мА;

I_dc₁=35 -максимальный ток, потребляемый микросхемой КР1533ИД3, мА;

I_dc₂=13 -максимальный ток, потребляемый микросхемой КР555ИД6, мА;

I_or=5 -максимальный ток, потребляемый микросхемой КР555ЛЛ1, мА;

I_T=10 -максимальный ток, потребляемый микросхемой КР1533ТМ7;

2.1) Записали выражение для расчёта ширины дорожки проводящего рисунка:

L>I/(B∙J)= 159∙10^-3/(50∙10^-6∙4∙10⁶)=0.0008 м (3.64)

где I=159∙10^-3-максимальный ток, проходящий через сечение медной фольги, А;

B=50∙10^-6-толщина фольги, м.

Примем ширину дорожки, равную 1 мм.

3)Аналогичный расчёт провели для получения ширины дорожек, соединяющих микросхемы, управляющий электрод тиристора и системой управления.

В результате получили: L=0.00012мм – для дорожек, соединяющих микросхемы, и L=0.0008 – для дорожек, соединяющих управляющий электрод тиристора с системой управления. Приняли ширину дорожки, соединяющей микросхемы, равной 0.2 мм, дрожки, подходящей к управляющему электроду, 1 мм.

4.5 Разработка рисунка печатных плат

Согласно габаритным размерам приборов [2, 5, 6] и микросхем [1], а так же данным, рассчитанным в пункте 4.4 составили рисунок печатной платы цифрового автомата с входными цепями (рис.4.1-4.2) и силовой части цифрового управляющего устройства (рис.4.2-4.3).

Литература

1.Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: Справочник/В.И.Иванов, А.И.Аксенов, А.М.Юшин – 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Энергоатомиздат.-1988.-448с.: ил.

2. Резисторы: (Справочник)/Ю.Н.Андреев, А.И.Антонян, Д.М.Иванов и др.; Под.ред. И.И.Четверткова.-М.: Энергоиздат, 1981.-352с., ил.

3. Транзисторы/Чернышев А. А., Иванов В. И., Галахов В. Д. и др.; Под общ. ред. А. А. Чернышева. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергия, 1980.— 144 с., ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1002).

4.Краткий справочник конструктора радиоэлектронной аппратуры. Под. ред. Р.Г.Варламова.-М.: Сов.радио, 1972.