Разработка программируемого источника тока для испытания силовых полупроводниковых приборов

Алямкин Александр Владимирович

Разработка программируемого источника тока для испытания силовых полупроводниковых приборов

Бакалаврская работа

Электроника. Радиотехника

Дипломы

Вуз: Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева

ID: 5d9f423b7966e10551908129

UUID: 73cfc1d0-cd99-0137-f2de-525400005860

Язык: Русский

Опубликовано: около 5 лет назад

Просмотры: 186

Алямкин Александр Владимирович

Источник: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва"

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 7,3 МБ

Поделиться работой

– период следования импульсов задаѐтся программным способом; – форма импульсов задаѐтся массивом временных точек, формирование которого осуществляется на компьютере; – управляющий массив временных точек должен храниться в памяти контроллера силового блока; – передача массива данных из компьютера в контроллер силового блока должна осуществляться через Ethernet локальную сеть по протоколу TCP/IP; – преобразование цифровых данных управляющего массива, предназначенного для управления источником тока, в аналоговый сигнал осуществить с помощью ЦАП; – питание силового блока от промышленной сети напряжением 220 В и частотой 50 Гц. 4 Содержание выпускной квалификационной работы. Реферат Введение 1 Обзор технических решений, применяемых в промышленных источниках тока. 1.1 Обзор схемотехнических решений источников тока. 1.2 Обзор схемотехнических решений преобразователей тока. 1.3 Генераторы мощных импульсов с применением ЦАП. 2 Разработка функциональной схемы аппаратной части источника тока. 2.1 Технические требования 2.2 Разработка алгоритма функционирования источника тока и функциональной схемы. 3 Разработка электрической принципиальной схемы источника тока. 3.1 Разработка электрической принципиальной схемы силовой части источника тока. 3.2 Расчѐт трансформатора. 3.3 Расчѐт компонентов источника тока. 3.4 Расчѐт инвертирующего усилителя. 3.5 Расчѐт мостового преобразователя.

3.6 Разработка электрической принципиальной схемы системы управления силовой части. 3.7 Расчѐт выпрямителя. 3.8. Расчѐт фильтра. 3.9 Разработка электрической принципиальной схемы внутреннего источника питания источника тока. 4 Разработка и исследование модели источника тока в программе моделирования Multisim. 4.1 Разработка модели силовой части источника тока. 4.2 Исследование модели источника тока. 5 Разработка программы управляющего контроллера. 5.1 Разработка алгоритма программного обеспечения контроллера. 5.2 Разработка кода блока обмена данными между контроллером и компьютером. 5.3 Разработка кода для управления цифро-аналоговым преобразователем. 6 Разработка программной части для компьютера. 6.1 Разработка кода для формирования таблицы данных, описывающей генерируемые импульсы. 6.2 Разработка кода обмена данными между компьютером и контроллером. 7 Разработка печатной платы системы управления силовой части источника тока. Заключение. Список использованных источников Приложение 1 1 Алгоритм программы управляющего контроллера. 2 Алгоритм программы для компьютера. Приложение 2 Перечень графического материала 1 Электрические принципиальные схемы. 2 Перечени элементов. 3 Чертежи печатных плат.

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 9 1. Обзор технических решений, применяемых в промышленных источниках тока 10 1.1. Обзор схемотехнических решений источников тока 10 1.2. Обзор схемотехнических решений преобразователей тока 14 1.3. Генераторы мощных импульсов с применением ЦАП. 15 2. Разработка функциональной схемы аппаратной части источника тока 2.1 Технические требования 18 18 2.2 Разработка алгоритма функционирования источника тока и функциональной схемы 19 3. Разработка электрической принципиальной схемы источника тока 23 3.1. Разработка электрической принципиальной схемы силовой части источника тока 23 3.2 Расчѐт трансформатора 23 3.3 Расчѐт компонентов источника тока 30 3.4 Расчѐт инвертирующего усилителя 35 3.5 Расчѐт мостового преобразователя 37 3.6 Разработка электрической принципиальной схемы системы управления силовой части 39 3.7 Расчѐт выпрямителя 46 3.8. Расчѐт фильтра 47 3.9 Разработка электрической принципиальной схемы внутреннего источника питания источника тока 48 4 Разработка и исследование модели источника тока в программе моделирования Multisim 53 4.1 Разработка модели силовой части источника тока 53 4.2 Исследование модели источника тока 54 Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 7

5 Разработка программы управляющего контроллера 5.1 Разработка алгоритма программного обеспечения контроллера 61 61 5.2 Разработка кода блока обмена данными между контроллером и компьютером 62 5.3 Разработка кода для управления цифро-аналоговым преобразователем 63 6 Разработка программной части для компьютера 67 6.1 Разработка кода для формирования таблицы данных, описывающей генерируемые импульсы 67 6.2 Разработка кода обмена данными между компьютером и контроллером 81 7 Разработка печатной платы системы управления силовой части источника тока 87 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 89 ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное) Алгоритм программы управляющего контроллера 90 ПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное) Алгоритм программы для компьютера 93 ПРИЛОЖЕНИЕ В (обязательное) Электрическая принципиальная схема источника тока 102 ПРИЛОЖЕНИЕ Г (обязательное) Перечень элементов источника тока 103 ПРИЛОЖЕНИЕ Д (обязательное) Чертеж печатной платы источника тока 104 ПРИЛОЖЕНИЕ Е (обязательное) Сборочный чертеж источника тока 105 ПРИЛОЖЕНИЕ Ж (обязательное) Электрическая принципиальная схема источника питания 107 ПРИЛОЖЕНИЕ З (обязательное) Перечень элементов источника питания 107 ПРИЛОЖЕНИЕ И (обязательное) Чертеж печатной платы источника питания 108 ПРИЛОЖЕНИЕ К (обязательное) Сборочный чертеж источника питания 109 ПРИЛОЖЕНИЕ Л (обязательное) Монтажная схема 110 ПРИЛОЖЕНИЕ М (обязательное) Перечень элементов монтажной схемы 111 ПРИЛОЖЕНИЕ Н (обязательное) Чертѐж корпуса устройства 112 Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 8

ВВЕДЕНИЕ В современном мире в различных отраслях промышленности и в быту с каждым днѐм растѐт потребление электрической энергии. Растут и требования к многочисленным показателям и нагрузочной способности устройств и их компонентов, отвечающих за всевозможные функции преобразования, выпрямления и переключения. С использованием тиристоров построены дешевые, но надежные малогабаритные управляемые вторичные источники электропитания, которые распространены в электроприводах, робототехнике, автоматике, системах управления и множестве других случаев, когда требуется настраиваемое постоянное или переменное напряжение неизменной или регулируемой частоты. Эксплуатационная надѐжность силовых полупроводниковых приборов (СПП), таких как силовые диоды и тиристоры, определяется их исходным качеством и режимами эксплуатации. Качество СПП определяется его характеристиками, но основные характеристики, описывающие СПП, имеют существенный разброс, связано это с несовершенством технологии производства. Для определения качества СПП необходим контроль их параметров. Отсутствие у производителей и потребителей СПП эффективных методик и высокопроизводительных технических средств определения величин параметров и характеристик СПП не позволяет определять эти величины для каждого конкретного прибора. Это вынуждает разработчиков для определения предельных режимов эксплуатации СПП ориентироваться на паспортные данные. При этом требуемую надѐжность обеспечивают за счѐт снижения величины предельных параметров режимов эксплуатации. Применение этих мер приводит к недоиспользованию СПП, а также увеличению массы и габаритов преобразователей и повышению стоимости преобразователей. Решить эту проблему можно используя специализированное испытательное оборудование для измерения и контроля параметров СПП. Серийно такие устройства не выпускаются. В связи с этим решено разработать программируемый источник тока для испытания силовых полупроводниковых приборов. Форма импульсов, амплитуда и частота задаѐтся массивом временных точек, формирование которых осуществляется на компьютере. Максимальная амплитуда импульсов — 400 А. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 9

1 Обзор технических решений, применяемых в промышленных источниках тока 1.1 Обзор схемотехнических решений источников тока Для проверки многих параметров СПП, таких как ток удержания или импульсное падение напряжения, через тестируемое устройство необходимо пропустить импульс тока, для создания которого требуется генератор тока (ГТ). Наиболее просто источники тока реализуются на полупроводниковых приборах. Произведѐм анализ схемотехнических решений источников тока по схемам, рассмотренных в источнике [1]. Рассмотрим принципы построения таких устройств на основе биполярных транзисторов. Очевидно, что если биполярный транзистор работает в активном режиме при постоянном значении базового тока, то его выходной ток мало зависит от напряжения между выводами эмиттера и коллектора. Именно на этом принципе и строятся все транзисторные схемы источников тока. В качестве простейшего источника тока хорошо работает обычный биполярный транзистор с резистором в эмиттерной цепи, схема такого источника показана на рисунке 1.1. Рисунок 1.1 — Простейший источник тока на биполярном транзисторе Сила тока протекающего через нагрузку Rн определяется выражением: Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 10

(1.1) где, IRн - ток в нагрузке, Uвх - входное напряжение, Uбэ - падение напряжения на переходе база-эмиттер транзистора VT1, R1 - сопротивление датчика тока. Меняя величину Uвх можно установить требуемый ток нагрузки. Обычно для задания входного напряжения с небольшой точностью используются источники опорного напряжения (ИОН). В этой схеме обратная связь по напряжению с выхода датчика тока R1 на вход регулирующего элемента VT1 в явном виде отсутствует. Вследствие этого сила тока в нагрузке зависит как от сопротивления нагрузки, так и от температуры и параметров транзистора. Напряжение база – эмиттер Uбэ и коэффициент усиления по току h21э зависят от температуры. В связи с этим при изменении температуры окружающей среды возникает дрейф выходного тока. Кроме того, температура перехода изменяется при изменении напряжения на нагрузке (в связи с изменением мощности, рассеиваемой транзистором) и приводит к тому, что источник работает не как идеальный. Существует значительное количество усложненных схем источников тока, выполненных как на биполярных, так и на полевых транзисторах, позволяющих добиться значительного улучшения характеристик, то есть приближения их к характеристикам идеального источника тока. Однако, более существенное повышение стабильности источников тока становится возможным при применении операционных усилителей (ОУ). На рисунке 1.2 изображена схема, которая является хорошим приближением к идеальному источнику тока, без сдвига напряжения Uбэ, характерного для транзисторного источника тока. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 11

Рисунок 1.2 — Простейший источник тока на операционном усилителе Благодаря отрицательной обратной связи на инвертирующем входе поддерживается напряжение Uвх, под действием которого через нагрузку протекает ток, который можно найти по формуле: (1.2) Основной недостаток этой схемы состоит в том, что нагрузка является «плавающей» (она не заземлена). С помощью такого источника тока нельзя, например, получить пригодный к использованию пилообразный сигнал, напряжение которого отсчитывалось бы относительно потенциала земли. С помощью операционного усилителя и подключенного к нему транзистора можно построить простой и надежный источник тока для заземленной нагрузки. Небольшое дополнение к схеме операционного усилителя позволяет использовать на управляющем входе напряжение, измеряемое относительно земли. Данная схема показана на рисунке 1.3. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 12

Рисунок 1.3 — Источник тока на ОУ с использованием транзистора В этой схеме обратная связь создает на резисторе R1 падение напряжения, равное Uп - Uвх, которое в свою очередь порождает эмиттерный ток (а, следовательно, и выходной ток), равный: (1.3) При работе с этой схемой не приходится беспокоиться о напряжении база – эмиттер UБЭ и его изменениях, связанных с изменениями температуры, тока коллектора IК, напряжения коллектор – эмиттер UКЭ и т.п. Несовершенство этого источника тока, не принимая во внимание ошибки связанные с током смещения, проявляется лишь в том, что небольшой базовый ток может немного изменяться в зависимости от напряжения UКЭ (предполагаем, что операционный усилитель не потребляет входной ток). Данный недостаток – небольшая плата за возможность использования заземленной нагрузки. Если в качестве транзистора использовать составной транзистор Дарлингтона или полевой транзистор, то погрешность будет существенно уменьшена. Погрешность возникает в связи с тем, что операционный усилитель стабилизирует эмиттерный ток, а в нагрузку поступает коллекторный ток. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 13

1.2 Обзор схемотехнических решений преобразователей тока Какими бы достоинствами и недостатками не обладали перечисленные выше схемы источников тока, все они не способны выдать ток величины порядка нескольких сотен или десятков сотен ампер. Решить эту проблему можно с использованием трансформатора. Трансформатор представляет собой статический электромагнитный аппарат с двумя (или больше) обмотками, предназначенный чаще всего для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Преобразование энергии в трансформаторе осуществляется переменным магнитным полем. Трансформатор включается в цепь нагрузки как это показано на рисунке 1.4. Включение трансформатора показано на примере схемы источника тока на операционном усилителе и транзисторе. Рисунок 1.4 — Пример включения трансформатора Трансформатор позволяет с сохранением мощности преобразовывать один уровень тока и напряжения в другой уровень тока и напряжения: повышается сила Изм. Лист тока, но № докум. понижается Подпись Дата напряжение. Преимуществом использования БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 14

трансформатора на частоте порядка 50 Гц является простота конструкции трансформатора и отсутствие специальных решений, необходимых для работы трансформатора. Недостатками являются большие габариты сердечника трансформатора, значительная масса, низкий КПД в сравнении с импульсным трансформатором, порядка 70 – 80% против 90 – 97%. 1.3 Генераторы мощных импульсов тока с применением ЦАП Для генерации мощных импульсов можно использовать готовые схемотехнические решения. Примером такого устройства может служить модуль комплекса ЗАО «Протон-Электротекс» [2]. Метод цифрового синтеза используется в измерительном модуле комплекса, изготовленного ЗАО «Протон-Электротекс». В разработанном оборудовании для формирования токового импульса с изменяемой формой применяется топология параллельного buck-преобразователя, работающего в качестве источника тока. Форма импульса тока определяется совокупностью кодовых комбинаций, хранящихся в ПЗУ и поступающих с определенной скоростью на адресные входы ЦАП. Источником энергии для импульса является набор конденсаторных батарей, коммутируемых высокоскоростными IGBTмодулями с целью формирования токового импульса заданной формы и амплитуды после сглаживания на фильтре. Модульная конструкция с параллельным соединением ячеек позволяет масштабировать мощность установки в широких пределах 1–9 кА и осуществлять независимую автоматическую диагностику состояния каждой батареи. Используя адаптивную схему, показанную на рисунке 1.6, оцифровки сигнала и цифровое управление силовыми ключами, возможно получить практически любую форму токового импульса, включая трапецеидальную, полусинусоидальную, ступенчатую трапецеидальную и S-образную. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 15

Рисунок 1.6 — Функциональная схема измерительного модуля Упрощенная схема регулятора изображена на рисунке 1.7. Рисунок 1.7 — Схема регулятора Код, хранящийся в ПЗУ, поступает в ЦАП, который формирует необходимый сигнал. Далее этот сигнал сравнивается с реальным сигналом, который формирует модуль. Их разница поступает на усилитель, а после на драйвер, который с помощью мощных ключей формирует импульс тока заданной формы. Значение UTM может варьироваться в зависимости от формы токового импульса вследствие различного прогрева полупроводниковой структуры и динамических процессов в приборе. Основной задачей является обеспечение равномерного полного открытия СПП для протекающего тока с минимизацией при этом изменения его характеристик вследствие нагрева протекающим током. Поэтому для различных приборов может оказаться целесообразным применение различных форм тестовых импульсов. На рисунке 1.8 приведены графики форм токовых импульсов. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 16

Рисунок 1.8 — Различные формы импульсов для измерения Как видно из рисунка, форма импульсов может быть различной: от синусоидальной до прямоугольной. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 17

2 Разработка функциональной схемы аппаратной части источника тока 2.1 Технические требования Источник тока должен осуществлять подачу на испытуемый полупроводниковый прибор последовательность импульсов тока заданной формы. 1. Питание устройства осуществляется промышленной сетью 220 В 50 Гц. Осуществить гальваническую развязку устройства от сети переменного тока с помощью трансформатора. 2. Форма выходного тока — импульсная. Амплитуда импульсов тока до 400 А. 3. В виду того, что импульс является однополярным, необходимо разработать схему для перемагничивания сердечника, для исключения нежелательного влияния на форму измерительного импульса. 4. Форма импульсов задаѐтся массивом временных точек, формирование которого осуществляется на компьютере. 5. Управляющий массив временных точек должен храниться в памяти контроллера силового блока. 6. Преобразование цифровых данных управляющего массива, предназначенного для управления источником тока, в аналоговый сигнал осуществить с помощью ЦАП. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 18

2.2 Разработка алгоритма функционирования источника тока и функциональной схемы Для реализации вышеописанных технических требований была разработана функциональная схема, которая представлена на рисунке 2.1. Рисунок 2.1 — Функциональная схема разрабатываемого устройства Алгоритм работы схемы показан на рисунке 2.2. Началом работы схемы является еѐ начальная инициализация. К начальной инициализации можно отнести запуск микропроцессорной платы, начальная инициализация программы, подключение платы к сети Internet. Так же происходит начальная инициализация системы управления силовой части схемы: после подачи питания на мультивибратор, на его выходе формируется начальное значение управляющего сигнала с последующим открытием ключей верхнего уровня и закрытием ключей нижнего уровня. Затем, если подана команда на формирование нового массива временных точек начинается генерация этого массива. Массив точек описывает форму выходного сигнала, его частоту и амплитуду. Массив с числовыми значениями переводится в текстовую строку, закодированную в ASCII код. После формирования массива происходит его передача по сети Internet на управляющий контроллер. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 19

Рисунок 2.2 — Алгоритм работы источника тока Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 20

После приѐма массива, контроллер производит декодирование текстовой строки в массив с числовыми значениями. После этого осуществляется формирование сигнала, заданной числовым массивом формы, с помощью модуля ЦАП. Затем этот сигнал инвертируется с помощью инвертирующего усилителя. Инвертирующий усилитель нужен из-за того, что источник тока построен на основе инвертирующего включения операционного усилителя. После этого напряжение преобразуется в ток с помощью источника тока. Затем происходит преобразование тока с помощью мостового транзисторного преобразователя. Преобразование тока нужно для того, чтобы ток протекал через первичную обмотку трансформатора в обе стороны и не происходило насыщения сердечника. Затем происходит преобразование тока трансформатором. После чего ток выпрямляется с помощью выпрямителя и проходит через фильтр. После чего поступает на нагрузку. Затем выполнение алгоритма начинается сначала. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 21

3 Разработка электрической принципиальной схемы источника тока 3.1 Разработка электрической принципиальной схемы силовой части источника тока По разработанной функциональной схеме выберем элементы принципиальной схемы. В качестве источника тока будет использован источник тока на операционном усилителе и полевом транзисторе, в виду отсутствия у него температурного дрейфа как у источника тока на биполярном транзисторе и более точного регулирования тока нагрузки в сравнении и источником тока на операционном усилителе с незаземлѐнной нагрузкой. В виду того, что схема источника тока является инвертирующей, для устранения инверсии выходного тока относительно управляющего напряжения используется инвертирующий усилитель на операционном усилителе. В виду того, что источник тока не сможет выдать ток достаточно большой величины, для увеличения амплитуды тока будет использоваться трансформатор. В связи с тем, что источник тока генерирует ток только положительного значения, сердечник трансформатора не будет перемагничиваться, для устранения этой проблемы используется мостовой транзисторный преобразователь. Частоту преобразования выберем равной 20 кГц. После протекания тока через трансформатор, ток нужно выпрямить. Выпрямлять ток будет двухполупериодный выпрямитель со средней точкой. В данной разрабатываемой схеме не используется полный мостовой выпрямитель потому, что на таком типе выпрямителя падает вдвое больше напряжения в сравнении с выпрямителем со средней точкой. Для устранения пульсаций после выпрямителя будет использоваться фильтр. В качестве фильтра будет использован однозвенный C-фильтр. Получившаяся схема показана на рисунке 3.1. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 22

Рисунок 3.1 — Принципиальная схема источника тока Расчѐт элементов разработанной принципиальной схемы представлен ниже. 3.2 Расчѐт трансформатора Начнѐм расчѐт схемы с расчѐта трансформатора. Для начала расчѐта трансформатора найдѐм напряжение, снимаемое со вторичной обмотки. Прежде всего, найдѐм потери на проводниках и соединениях. Соединять проводник и компоненты схемы будем с помощью болтового соединения. В виду того, что у диода, который будем использовать для выпрямления тока, диаметр выводного отверстия равен 4,3 мм, будем использовать болт диаметром 3 мм. Согласно ГОСТ 21242-75 сопротивление такого контакта равно 80 мкОм. Для соединения других элементов будем использовать болт диаметром 8 мм. Таких соединений будет восемь. Сопротивление такого соединения равно 16 мкОм. Таких соединений будет пять. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 23

Найдем действующее значение тока I2 на нагрузке: t I 2 RMS tвых 1 И 2  I  I  400  0,5  282,843 A. H Н T 0 T (3.1) Найдѐм сечение и диаметр проводника, который может быть использован в цепи нагрузки: S2  I 2 RMS 282,843   94,28 мм2 . j 3 (3.2) Полученным значениям сечений соответствуют следующие диаметры проводов: d2  4S2   4  9,428  105   1,096  102 м. (3.3) Будем использовать пять проводов марки ПЭТВ-2 d2 = 2,24мм (диаметр по изоляции d2из = 2,316 мм соответственно). Соединять элементы схемы будем проводами длинной 10 см. Сопротивление такого проводника будет равно: R2   l2 0,01  1,75  109   7,813  105 Ом. 6 S2 2,24  10 (3.4) 9 где,   1,75 10 Ом  м – удельное сопротивление меди. За полупериод ток протечѐт по четырѐм таким проводникам. Тогда суммарное сопротивление всех проводников и болтовых соединений будет равно 536,5 мкОм. Тогда падение напряжения UПАР на этих элементах будет равно: Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 24

U ПАР  I 2  RПАР  400  536,5  106  0,2146 В (3.5) Тогда напряжение на вторичной полуобмотке будет равно U 21  U Н  U ПАР  U Д  1,4  0,2146  0,73  2,345В (3.6) где, UД — прямое падение напряжения на диоде. Произведѐм расчѐт импульсного трансформатора [3] Тогда, мощность вторичной полуобмотки составит: PН  I 2 RMSU Н  282,843  2,345  663,267 Вт. (3.7) Коэффициент трансформации будет равен: n UП 290   123,667 U 2 2,345 (3.8) Найдѐм амплитуду тока первичной обмотки: I1  IН 400   3,234 А n 123,667 (3.9) Действующее значение тока в первичной обмотке будет равно: I1RMS  I1 2  3,234  2,287 А 2 (3.10) Расчѐтная мощность первичной обмотки составит: P1  U П  I1RMS  290  2,287  663,23Вт Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ (3.11) Лист 25

Габаритная мощность будет равна: Pг  0,5  ( P1  2P2 )  0,5  (663,23  2  663,267)  994,88Вт. (3.12) Коэффициент заполнения q будет равен: q tи  0,5. T (3.13) В качестве материала сердечника будем использовать феррит марки 1000НН, у которого Вмакс= 0,32 Тл. Для любого феррита kc= 1. Примем ko = 0,3, j = 3 A/мм2. Найдем ScSo: Sc So  2  0,5  994,88  8,636  107 м4 . 6 20000  0,3  1  3  10  2  0,32 (3.14) Полученному значению ScSo удовлетворяет сердечник К100х60х15, у которого ScSo=8,478*10-7. Выбрав сердечник, можем определить число витков первичной обмотки: w1  U1  q 290  0.5   38 вит. fSc kc 2 Bmax 20000  3  104  1  2  0,32 (3.15) где U1 – падение напряжения на первичной обмотке. Найдем число витков вторичной полуобмотки: w21  w1 U2 2,345  38   1вит. U1 290 (3.16) Таким образом вторичная обмотка должна содержать 2 витка с отводом от средней точки. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 26

Найдем сечение и диаметры проводов первичной и вторичной обмоток: I1RMS 2,287   0,762 мм2 ; j 3 (3.17) I 2 RMS 282,843   94,28 мм2 . j 3 (3.18) S1  S2  Полученным значениям сечений соответствуют следующие диаметры проводов: d1  4S1 d2  4S2     4  0,762  106  4  9,428  105   0,985  103 м; (3.19)  1,096  102 м. (3.20) Будем использовать провод марки ПЭТВ-2 с диаметрами по меди d1 = 1мм и пять проводов d2 = 2,24мм (диаметры по изоляции d1из = 1,062мм и d2из = =2,316 мм соответственно). Проверим размещаемость обмоток в окне сердечника. В качестве изоляции сердечника будем использовать стеклолакоткань марки ЛСЭ-105/130 толщиной Δиз = 0,1 мм. Первой будем мотать первичную обмотку. Найдем диаметр первого слоя: dсл1  d  4из  d1из  0,06  4  104  1,062  103  0,058838м, (3.21) где, d – внутренний диаметр кольцевого сердечника. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 27

Длина первого слоя: lсл1   dсл1    0,058838  0,18485 м. (3.22) Найдем максимальное число витков в первом слое без учета неплотности намотки: wсл1макс  lсл1 0,18485   140 вит. d1из 1,316  103 (3.23) Таким образом, первичная обмотка уложится в один слой. В первом слое можно разместить 38 витков. Теперь рассчитаем индуктивности первичной и вторичной обмоток, а также индуктивность рассеяния полученного трансформатора L1  L2  LS1  0 где,  0 Sc lср 0 Sc lср lсрн hн 4800  4  107  3  104 w   382  0,0157 Гн; 0,1664 2 1 w22  (3.24) 4800  4  107  3  104 2  2  4,349  105 Гн; 0,1664 w1    4  107 (3.25) 0,1664  38  0,581  103  3,17  107 Гн. 3 14,581  10 (3.26) d  dсл1 0,06  0,058838   0,581  103 м 2 2 hн    h  0,581  103  14  103  14,581  103 м – – толщина намотки, высота намотки, Dd  0,1  0,06    3 lсрн  2   2  h    2   2  0,86  10  0,0015    0,1664 м 2  2    – длина намотки, D, h – внешний диаметр и высота кольцевого сердечника. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 28

Рассчитаем сопротивление первичной и вторичной обмотки. Для этого необходимо знать длину проводника первичной и вторичной обмоток. Поскольку длины проводника для каждого слоя меняются, то рассчитаем их используя формулы: l1  wсл1  8из  2h   D  d    38  (8  104  2  0,015   0,1  0,06 )  3,451м; (3.27) l2  wсл 2  16из  8dиз 2  2h   D  d    2  (16  104  8  5  0,002316  2  0,015   0,1  0,06 )  0,3286 м. (3.28) где, wсл1, wсл2 – количество витков в первом и втором слоях соответственно,  из – толщина межслоевой изоляции, dиз1, dиз2 – диаметр проводников с изоляцией первичной и вторичной обмоток. Тогда, сопротивления первичной и вторичной обмоток составят: l1 3,451  1,75  109   0,0049Ом; S1 1,227  106 (3.29) l2 0,3286  1,75  109   0,146  103 Ом. 6 S2 3,941  10 (3.30) R1   R2   9 где,   1,75 10 Ом  м – удельное сопротивление меди, S1, S2 – площади сечения проводников первичной и вторичной обмоток. Коэффициент трансформации, получившегося трансформатора, составит: n Изм. Лист № докум. Подпись Дата w1 38   38. w21 1 БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ (3.31) Лист 29

Для того, чтобы на выходе разрабатываемой схемы протекал ток величиной 400 А на первичной обмотке трансформатора нужно задать ток, величиной, рассчитанной выше. К тому же, величина этого тока должна изменяться пропорционально величине управляющего напряжения. Для этого будет использована схема источника тока на операционном усилителе и транзисторе. 3.3 Расчѐт компонентов источника тока Рассчитаем источник тока [4], схема которого изображена на рисунке 3.2. Рисунок 3.2 — Схема источника тока Ток стока IС будет равен току первичной обмотки I1=3,234 А. По току стока подберем управляющий транзистор [5]. Транзистор мы возьмем IRFP460 с параметрами: IСИmax = 20A; UСИmax = 500В. Операционный усилитель возьмем AD8066: Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 30

Uп.max = ±15 В; Iout max = 35 мА; dU/dt = 180 В/мкс. Питание операционного усилителя возьмем равным: U = ±15 В. Ток, проходящий через R12 составит: I R12  IС  IОС . (3.32) Для начала найдем ток через ветвь обратной связи IОС операционного усилителя. Поскольку, ток, входящий в ОУ очень мал, а неинвертирующий вход заземлен, то: I ОС  I R 7  U вх 5   0,005 A. R5 1000 (3.33) где Uвх = Uвходн = 5В – входное напряжение, а сопротивление R7 мы приняли равным 1 кОм. Тогда, ток IR12 через R12 будет равен: I R12  3,237  0,005  3,232 A. (3.34) Так как падение напряжения на R12 мы приняли равным 1В, то сопротивление R12 будет: R12  U R12 1   0,309Ом. I R12 3,232 (3.35) Номинальное сопротивление из стандартного ряда выберем R12 = 0,27Ом. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 31

Мощность, которая будет выделяться на шунте R12 составит: PR12  I 2 R12  3,2322  0,27  2,82 Вт. (3.36) Возьмѐм резистор SQP 5 Вт, 0,27 Ом, 5%. Так как нам известны IR12, Uвх, R12, R7, то мы можем рассчитать суммарный номинал резисторов R10 и R11 — Rсум: U R10  I R12 R12  Rсум ; R12  Rсум (3.37) поскольку: U R12 U ВХ  ; Rсум R7 (3.38) то: I С  U ВХ Rсум  R12  Rсум ; R7  R12 I С  R7  R12 3,234  1000  0,27  R12   0,27  174,37Ом. U ВХ 5 (3.39) (3.40) Подстроечный резистор в цепи обратной связи нужен для точной настройки тока первичной обмотки трансформатора и, как следствие, тока нагрузки. Необходимость этой настройки возникает из-за несовершенства используемой компонентной базы. Подстроечный резистор R11 возьмѐм равным трети от суммарного сопротивления Rсум, расположенного в ветви обратной связи. При этом это будет только половина от номинала подстроечного Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 32

резистора R11. Это нужно для того, чтобы иметь возможность регулировать сопротивление в ветви обратной связи операционного усилителя в обе стороны: как больше Rсум, так и меньше Rсум. Возьмѐм R11=150 Ом, а R10=150 Ом. Мощность, которая будет выделяться на резисторе R11 составит: PR11  IОС 2 R11  0,0052  150  0,00375Вт. (3.41) Возьмѐм резистор СП3-19б, 0,5 Вт, 150 Ом. Мощность, которая будет выделяться на резисторе R10 составит: PR10  IОС 2 R10  0,0052  150  0,00375Вт. (3.42) Возьмѐм резистор CF-25 (C1-4), 0,25 Вт, 150 Ом, 5% [6]. Произведем тепловой расчет для данного транзистора для определения необходимости установки радиатора. Для выбранного транзистора IRFP460 мы имеем максимальную рассеиваемую мощность PD=250 Вт. В виду того, что источник тока управляется контроллером, форма тока может быть произвольной. Рассчитаем мощность PAV, выделяемую на транзисторе при наихудшем случае, когда скважность импульсов равна 1: PAV  IС2  RDS (ON )  q  3,2342  0,27  1  2,824 Вт (3.43) где, Ic — средний ток, протекающий через транзистор, RDS(ON) — сопротивление канала транзистора, q — длительность импульса. Таким образом данный транзистор отлично подходит для этой схемы. Рассчитаем тепловое сопротивление требуемого охладителя, для температуры окружающей среды Ta = 40 °С и допустимой температуры нагрева кристалла транзистора Tj = 80 °С. Найдем тепловое сопротивление кристалл– атмосфера: Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 33

RTHJA  T j  Ta PAV  80  40  14,16(C / Вт) 2,824 . (3.44) Отсюда вычислим тепловое сопротивление радиатор–атмосфера: RTHCA  RTHJA  RTHJC  RTHCS  RПР  14,16  0,45  0,24  1  12,47(С / Вт), (3.45) где, RTHJC = 0,45 (°C/Вт) — тепловое сопротивление кристалл — корпус, RTHCS =0,24 (°C/Вт) — тепловое сопротивление корпус — радиатор, RПР =1, сопротивление изолирущей прокладки КПТД 2/1-0.20. Значения, взятые из паспорта транзистора IRFP460. Изолирующая прокладка взята из-за того, что на рассчитываемый радиатор помимо транзистора источника тока будут прикреплены транзисторы преобразовательного моста. С помощью зависимости, изображѐнной на рисунке 3.3, найдѐм периметр сечения радиатора. Рисунок 3.3 — Зависимость теплового сопротивления радиатора от периметра сечения радиатора Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 34

Определение периметра сечения радиатора естественного охлаждения производится по красной линии. Периметр сечения радиатора возьмѐм для теплового сопротивления радиатора равного 2,5 °C/Вт. Тогда периметр сечения радиатора будет равным 350 мм. Примем длину радиатора равной 100 мм, тогда требуемая площадь сечения радиатора SР будет равна: SР  0,1  0,35  0,035 м2 (3.46) Возьмѐм радиатор HS 117-100, 100х43х20. Данный радиатор ребристого типа и имеет восемь рѐбер. Найдѐм площадь радиатора учитывая площадь всех рѐбер с обеих сторон, а так же площадь основания с обеих сторон: SHS117100  8  0,2  10  2  10  4,3  2  0,0406 м2 (3.47) Таким образом данный радиатор подходит для охлаждения транзистора. Так как тепловое сопротивление данного радиатора меньше 2,4 °C/Вт, а для транзистора источника тока требовался радиатор с тепловым сопротивлением 12,47 °C/Вт, то получилось со значительным запасом. 3.4 Расчѐт инвертирующего усилителя Так как схема источника тока на основе инвертирующего включения ОУ, то нам нужен инвертирующий усилитель с КУ= –1. Схема Инвертирующего усилителя изображена на рисунке 3.4. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 35

Рисунок 3.4 — Схема инвертирующего усилителя Для нашей схемы возьмем быстродействующий операционный усилитель AD8066 со следующими параметрами: Uп.max = ±15 В; Iout max = 35 мА; dU/dt = 180 В/мкс. Питание для операционного усилителя возьмем равным: U = ±15 В. Коэффициент усиления инвертирующего усилителя вычисляется по формуле: KУ   R6 R4 (3.48) Так как коэффициент усиления данного инвертирующего усилителя мы взяли равным единице, то и резисторы можно взять любого номинала из стандартного ряда и буду равны R4=R6=10 кОм. Возьмѐм резисторы CF-100 (C14), 1 Вт, 10 кОм, 5%. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 36

3.5 Расчѐт мостового преобразователя Усовершенствовать конструкцию трансформатора можно используя мостовой преобразователь можно усовершенствовать конструкцию трансформатора. Схема мостового преобразователя показана на рисунке 3.5. Рисунок 3.5 — Схема мостового преобразователя Для эффективной работы трансформатора переключение транзисторов будет осуществляться с частотой 20 кГц. Переключение транзисторов данного преобразователя осуществляется по диагонали. В первый момент времени закрыты транзисторы VT2 и VT6, открыты – VT3 и VT5. Ток течѐт: Источник питания UП, транзистор VT3, первичная обмотка трансформатора, транзистор VT5, источник тока. Затем происходит переключение транзисторов: VT2 и VT6 открываются, а VT3 и VT5 закрываются. Ток течѐт: Источник питания UП, транзистор VT2, первичная обмотка трансформатора, транзистор VT6, источник тока. Происходит «нарезание» исходной формы тока на импульсы. За счѐт протекания Изм. Лист тока № докум. через первичную Подпись Дата обмотку трансформатора в БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ обоих Лист 37

направлениях не происходит насыщения сердечника трансформатора. За счѐт большой частоты переключений уменьшаются габариты трансформатора. Транзисторы будут использоваться IRFP460 у которого максимальный ток сток-исток равен IСИmax = 20A и максимальное напряжение сток-исток равно UСИmax = 500В. Рассчитаем выделяемую на этом транзисторе мощность. Статическую мощность PAV можно найти по формуле: PAV  IС2  RDS (ON )  q  3,2342  0,27  0,5  1,412Вт (3.49) где, Ic — средний ток, протекающий через транзистор, RDS(ON) — сопротивление канала транзистора, q — длительность импульса. Мощность коммутационных потерь PКОМ можно найти по формуле: PКОМ  2U П I С q  PКОМ t1  t2 T 25  109  20  109  2  310  3,234  0,5   0,9023Вт 5  105 (3.50) (3.51) где, T — период управляющего сигнала, t1 = 25*10-9 c — время нарастания управляющего импульса IR2110, t2= 20*10-9 c — время спада управляющего импульса IR2110. Суммарная мощность PСУМ, выделяемая транзистором будет равна: PСУМ  PКОМ  PAV  0,9023  1,412  2,314 Вт Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ (3.52) Лист 38

Рассчитаем тепловое сопротивление требуемого охладителя, для температуры окружающей среды Ta = 40 °С и допустимой температуры нагрева кристалла транзистора Tj = 80 °С. Найдем тепловое сопротивление кристалл– атмосфера: RTHJA  T j  Ta PСУМ  80  40  17,28C / Вт 2,314 (3.53) Отсюда вычислим тепловое сопротивление радиатор–атмосфера: RTHCA  RTHJA  RTHJC  RTHCS  RПР  17,28  0,45  0,24  1  15,59C / Вт (3.54) где, RTHJC = 0,45 (°C/Вт) — тепловое сопротивление кристалл — корпус, RTHCS =0,24 (°C/Вт) — тепловое сопротивление корпус — радиатор, RПР =1, сопротивление изолирущей прокладки КПТД 2/1-0.20. Значения, взятые из паспорта транзистора IRFP460. Изолирующая прокладка взята из-за того, что на рассчитываемом радиаторе будет размещено пять транзисторов. В виду того, что радиатор, взятый для охлаждения транзистора источника тока, рассчитан со значительным запасом, его теплового сопротивления будет достаточно для размещения на нѐм также и четырѐх транзисторов преобразовательного моста. 3.6 Разработка электрической принципиальной схемы системы управления силовой части. Управление мостовым преобразователем осуществляется двумя драйверами полумоста IR2110, который на выходе формирует переменное напряжение необходимой величины. Схема включения показана на рисунке 3.6. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 39

Рисунок 3.6 — Схема включения драйвера полумоста На вход VCC подаѐтся напряжение питания схемы, по документации IR2110 это напряжение должно быть в пределах от 10 В до 20 В. Уровень напряжения, поданный на вход VB, определяет то напряжение, которым будет открываться MOSFET транзистор. Вход VDD — это логическое питание, оно должно быть в пределах между 3 В и 20 В. От величины напряжения, поданного на вход VDD зависит уровень логической единицы входных сигналов. Эта зависимость показана на рисунке 3.7. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 40

Рисунок 3.7 — Зависимость уровня логической единицы от напряжения питания Для питания логики будем использовать напряжение равное +15 В, тогда входной порог логической единицы будет около девяти вольт. Возможность изменять логический уровень позволяет использовать драйвер полумоста IR2110 без преобразователей уровней для любого вида логики. Выход VSS является землѐй логики. Выходы VS и COM являются выходами возврата питания верхнего и нижнего уровней соответственно. Относительно этих выводов и задаѐтся управляющее напряжение, подаваемое на затворы транзисторов. HIN и LIN это логические входы управления напряжением затвор-исток транзисторов. Высокий уровень сигнала на HIN означает, что производится управление верхним ключом, на вывод HO относительно вывода VS выводится управляющее напряжение высокого уровня. Низкий сигнал на HIN означает, что мы хотим отключить MOSFET верхнего уровня, то есть на HO осуществляется вывод низкого уровня. Высокий сигнал LIN означает, что мы хотим управлять нижним ключом, то есть на LO осуществляется вывод высокого уровня. Низкий сигнал LIN означает, что мы хотим отключить MOSFET нижнего уровня, то есть Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 41

на LO осуществляется вывод низкого уровня. Выход в LO считается относительно выхода COM. SD является логическим входом останова. Когда уровень низкий, IR2110 включен — функция останова отключена. Когда этот вывод подан высокий уровень, отключается управление ключами. Для удержания VT2 в открытом состоянии напряжение на его затворе должно быть больше, чем на истоке. Именно с этой целью используется конденсатор вольтодобавки C3 и это позволяет удерживать VT1 в открытом состоянии, поскольку запасенная в нем энергия в этот момент времени является питающим напряжением для верхнего плеча оконечного каскада микросхемы. Диод VD1 в этот момент времени не позволяет разряжаться С3 на шину питания самой микросхемы. Диод VD1 — «быстродействующий», с малым временем восстановления (не больше 100нс), например — UF4007. Резисторы R8 и R9 это токоограничивающие затворные резисторы. VD2 и VD3 нужны для быстрой разрядки затворов транзисторов, чтобы миновать затворные резисторы и уменьшить время разрядки. Как только управляющий импульс на выводе HIN заканчивается транзистор VT2 закрывается и открывается VT3, который снова подзаряжает конденсатор С3. Для открытия и удержания транзистора в открытом состоянии достаточно использование электролитического конденсатора с номиналом 22 мкФ. Возьмѐм конденсатор ЕСАР, (К50-35 мини), 22 мкФ, 50 В. Для шунтирования электролитического конденсатора используется керамический конденсатор С4 номиналом 100 нФ. Возьмѐм конденсатор К10-17Б имп., 0,1 мкФ, x7R, 10%, 0805. Для подачи управляющих импульсов на входы HIN и LIN используется мультивибратор, который построен на основе таймера LM555. Схема мультивибратора показана на рисунке 3.8. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 42

Рисунок 3.8 — Схема мультивибратора При подаче питающего напряжения эта схема начинает выдавать на выходе OUT последовательность импульсов, длительность импульса tИ и паузы tП может регулироваться с помощью резисторов R1, R2 и конденсатора C1. tИ  0,693  ( R1  R2)  C1 (3.55) t П  0,693  R2  C1 (3.56) В виду того, что частоту преобразования мы приняли равной 20 кГц и равенства времени открытого состояния транзисторов верхнего и нижнего уровней tИ = tП = 2,5*10-5с. Тогда можно приравнять формулы 58 и 59. Получим, что R1 = R2. Примем R1 = R2 = 1000 Ом. Тогда можно найти номинал конденсатора C1: tП 2,5  105 C1    3,6  108 Ф 0,693  R2 0,693  1000 Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ (3.57) Лист 43

Номинальную ѐмкость из стандартного ряда возьмѐм C1=0,033 мкФ. Тогда пересчитав, получим R1=R2=1093 Ом. Из стандартного ряда возьмѐм R1=R2=1100 Ом. Возьмѐм резисторы CF-25 (C1-4) 1 Вт, 1,1 кОм, ±5%. На выходе мультивибратора получаются импульсы для управления ключом верхнего уровня. Для того чтобы получить импульсы, которые можно использовать для управления ключом нижнего уровня используется схема с общим эмиттером Вычислим минимальный коэффициент усиления транзистора по току исходя из значения входного тока логического входа микросхемы IR2110: h21Э  I ВХIR 2110 I ВЫХ max LM 555 40  106   2  104 3 200  10 (3.58) По данным параметрам подходит транзистор BC547: h21 = 450; UКЭ = 45 В; IК = 100 мА; Рассчитаем токоограничивающий базовый резистор R3 исходя из величины управляющего напряжения и максимального выходного тока LM555: R3  Uу I ВЫХ max LM 555  11  55Ом 200  103 (3.59) где, Uу — уровень напряжения управления микросхемы LM555 при питающем напряжении равном 15 В. Выберем сопротивление R1 из стандартного ряда номинала 56 Ом. Рассчитаем мощность, выделяемую на этом резисторе: PR3  I R32  R3  0,22  56  2,24Вт. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ (3.60) Лист 44

Выберем резистор SQP, 5 Вт, 56 Ом, 5%. Так как входной ток драйвера полумоста IR2110 при низком уровне сигнала должен быть менее 1 мкА, рассчитаем значение резистора R5 для ограничения тока: R5  UП I ВХIR 2110 ВУ  15  375кОм 40  106 (3.61) Выберем сопротивление R5 из стандартного ряда номинала 390 кОм. Рассчитаем мощность, выделяемую на этом резисторе: PR5  I R52  R5  (40  106 )2  390  103  6,24  104 Вт. (3.62) Выберем резистор CF-25, (C1-4), 0,25 Вт, 390 кОм, 5%. Таким образом выход программируемого таймера DA1 OUT подключается к входу HIN драйвера полумоста DA2, а ко входу LIN подключается выход схемы с общим эмиттером. Схема мультивибратора и схема управления полумостом будут питаться отдельным источником питания и эти схемы будут подключены к отдельной земляной шине. Точно так же, как показано на рисунке 3.3, подключается второй драйвер полумоста для управления транзисторами VD5 и VD6. Отличие в подключении лишь в том, что вход HIN драйвера полумоста DA4 будет подключен к выходу схемы с общим эмиттером, а вывод LIN будет подключен к выходу программируемого таймера DA1 OUT. Таким образом, в первый момент времени, когда мультивибратор выдаст импульс высокого уровня, будут открыты транзисторы VT2 и VT6, а транзисторы VT3 и VT5 будут закрыты. Во второй период времени, когда мультивибратор выдаст импульс низкого уровня, откроются транзисторы VT3 и VT5, а транзисторы VT2 и VT6 закроются. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 45

3.7 Расчѐт выпрямителя. Схема выпрямителя показана на рисунке 3.9. Рисунок 3.9 — схема выпрямителя Для выпрямления в цепи вторичной обмотки трансформатора используется двухполупериодный выпрямитель со средней точкой. В данной разрабатываемой схеме не используется полный мостовой выпрямитель потому, что на таком типе выпрямителя падает вдвое больше напряжения в сравнении с выпрямителем со средней точкой. Связано это с тем, что в мостовом выпрямителе ток за полупериод протекает через два диода, вместо одного диода как в выпрямителе со средней точкой. В качестве выпрямительного диода можно использовать диод Шоттки 242NQ030PbF с максимально допустимым средним выпрямленным током 240 А. Для того, чтобы иметь возможность использовать данный диод в цепи с током 400 А, можно использовать два диода соединѐнных параллельно. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 46

3.8 Расчѐт фильтра. Схема фильтра показана на рисунке 3.10. Рисунок 3.10 — Схема фильтра В качестве фильтра будет использоваться однозвенный C-фильтр. Найдѐм коэффициент пульсаций q1 на выходе выпрямителя [7]: q1  2 2  2  0,67 m 1 2 1 2 (3.63) где, m=2 — фазность выпрямителя. Требуемый коэффициент сглаживания фильтра SСГ можно найти: SСГ  q1 0,67   2,23 q2 0,3 (3.64) где, q2=0,3 — коэффициент пульсаций на выходе фильтра Тогда номинал конденсатора C2 можно найти по формуле: C2  I2 400   5,097  10 4 Ф, (3.65) 2  π  f  m  SСГ  U Н 2  π  20000  2  2,23  1,4 Возьмѐм номинал конденсатора С2=6800мкФ. Возьмѐм конденсатор ЕСАР (К50-35), 6800 мкФ, 16 В. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 47

3.9 Разработка электрической принципиальной схемы внутреннего источника питания источника тока. Для питания схемы необходимо получить +310 В выпрямленного напряжения. Для получения +310 В выпрямленного напряжения можно использовать схему, показанную на рисунке 3.11. Рисунок 3.11 — Схема источника питания на +310 В Схема трансформации будет состоять равным из единице. трансформатора Этот с трансформатор коэффициентом необходим для осуществления гальванической развязки. Затем полученное напряжение будет выпрямляться с помощью диодного моста. Конденсатор C1 необходим для сглаживания пульсаций. Для начала найдѐм мощность, которую необходимо снимать с данного источника питания: PИСТ 1  U1  I1  310  3,234  1002,5Вт (3.66) где, U1 — напряжение в цепи первичной обмотки трансформатора, I1 — ток в цепи первичной обмотки трансформатора. По полученному значению подберѐм трансформатор. Возьмѐм трансформатор ОСЗР-2,0-220/220 у которого номинальная мощность равна 2 кВт. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 48

Так как на выходе источника питания нужно получить напряжение 310 В, диодный мост должен быть рассчитан на обратное напряжение не ниже 310 В. Возьмѐм диодный мост GBJ2510-F с максимальным обратным напряжением равным 1000 В, максимальным выпрямленным за полупериод током равным 25 А. Получилось с запасом. Конденсатор С1 рассчитывается из условия не менее 1 мкФ на 1 Вт выходной мощности, поэтому выбираем конденсатор на 2200 мкФ. Возьмѐм конденсатор ЕСАР (К50-35), 2200 мкФ, 400 В. Так же для разрабатываемой схемы нужен источник питания на + 15 В и - 15 В. Схема данного источника питания показана на рисунке 3.12. Рисунок 3.12 — Схема источника питания на +15 В и -15 В Схема будет состоять из трансформатора с выводом средней точки. Этот трансформатор необходим для преобразования сетевого напряжения и осуществления гальванической развязки. Затем полученное напряжение будет выпрямляться с помощью диодного моста. Затем полученное напряжение будет стабилизироваться с помощью двух ИМС стабилизаторов. Данным источником питания будет питаться операционный усилитель AD8066. По документации ток питания операционного усилителя AD8066 не превышает 6,4 мА. Относительно этой величины с запасом будем выбирать компоненты. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 49

Возьмѐм трансформатор ТП115-К12 (2x18 В, 0,5 А). Данный трансформатор имеет 18 В на двух вторичных обмотках и способен выдавать ток до 0,5 А на каждой обмотке. В виду того, что нужно выпрямить напряжение величиной 18 В, диодный мост должен быть рассчитан на обратное напряжение не ниже 18 В. Возьмѐм диодный мост GBU801 с максимальным обратным напряжением 100 В и выходным током 8 А. Получилось с запасом. Для стабилизации напряжения +15 В будем использовать стабилизатор КР142ЕН8Е. Эта ИМС стабилизирует напряжение +15 В, способна питать током до 1 А и имеет максимальное входное напряжение +30 В. Производитель рекомендует на вход схемы устанавливать керамический конденсатор номинальной ѐмкостью не менее 2,2 мкФ, а на выход — не менее 0,1 мкФ. Возьмѐм С1=2,2 мкФ и C5=0,1мкФ. Возьмѐм конденсаторы ЕСАР (К50-35 мини), 22 мкФ, 50 В и К10-17Б имп., 0,1 мкФ x7R, 10%, 0805. Для стабилизации напряжения -15 В будем использовать ИМС стабилизатора напряжения КР1162ЕН15А. Эта ИМС стабилизирует напряжение -15В, способна питать током до 1,5 А и имеет максимальное входное напряжение питания до 40 В. Производитель рекомендует на вход схемы устанавливать керамический конденсатор номинальной ѐмкостью не менее 2,2 мкФ, а на выход — не менее 0,1 мкФ. Возьмѐм С2=2,2 мкФ и C6=0,1мкФ. Возьмѐм конденсаторы ЕСАР (К50-35 мини), 22 мкФ, 50 В и К10-17Б имп., 0,1 мкФ x7R, 10%, 0805. Так же для разрабатываемого устройства необходимо напряжение питания +9 В. Схема данного источника питания показана на рисунке 3.13. Рисунок 3.13 — Схема источника питания +9 В Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 50

Схема будет состоять из трансформатора. Этот трансформатор необходим для преобразования сетевого напряжения и осуществления гальванической развязки. Затем полученное напряжение будет выпрямляться с помощью диодного моста. Затем полученное напряжение будет стабилизироваться с помощью ИМС стабилизатора. Производитель рекомендует питать микропроцессорную плату Arduino напряжением от +7 В Микропроцессорная до плата +12 В. Arduino Будем Uno питать потребляет напряжением не более +9 В. 80 мА. Относительно этой величины с запасом будем выбирать компоненты. Возьмѐм трансформатор ТТП-15 (10В, 1.5А). У данного трансформатора напряжение на вторичной обмотке равно 10 В. Данный трансформатор способен выдавать ток до 1,5 А. В виду того, что нужно выпрямить напряжение величиной 10 В, диодный мост должен быть рассчитан на обратное напряжение не ниже 10 В. Возьмѐм диодный мост GBU801 с максимальным обратным напряжением 100 В и выходным током 8 А. Получилось с запасом. Для стабилизации напряжения +9 В будем использовать стабилизатор КР142ЕН8А. Эта ИМС стабилизирует напряжение +9 В, способна питать током до 1,5 А и имеет максимальное входное напряжение питания до 35 В.. Производитель рекомендует на вход схемы устанавливать керамический конденсатор номинальной ѐмкостью не менее 2,2 мкФ, а на выход — не менее 0,1 мкФ. Возьмѐм С3=2,2 мкФ и C7=0,1мкФ. Возьмѐм конденсаторы ЕСАР (К5035 мини), 22 мкФ, 50 В и К10-17Б имп., 0,1 мкФ x7R, 10%, 0805. Для разрабатываемого устройства необходимо напряжение питания +15 В. Схема данного источника питания показана на рисунке 3.14. Рисунок 3.14 — Схема источника питания +15 В Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 51

Схема будет состоять из трансформатора. Этот трансформатор необходим для преобразования сетевого напряжения и осуществления гальванической развязки. Затем полученное напряжение будет выпрямляться с помощью диодного моста. Далее полученное напряжение будет стабилизироваться с помощью ИМС стабилизатора. Напряжением +15 В питаются два драйвера полумоста и мультивибратор. Возьмѐм трансформатор ТТП-40 (25 В, 1,5 А). У этого трансформатора напряжение на вторичной обмотке равно 25 В. Данный трансформатор способен выдавать ток до 1,5 А. В виду того, что нужно выпрямить напряжение величиной 25 В, диодный мост должен быть рассчитан на обратное напряжение не ниже 25 В. Возьмѐм диодный мост GBU801 с максимальным обратным напряжением 100 В и выходным током 8 А. Получилось с запасом. Для стабилизации напряжения +15 В будем использовать стабилизатор КР142ЕН8Е. Эта ИМС стабилизирует напряжение +15 В, способна питать током до 1 А и имеет максимальное входное напряжение +30 В. Производитель рекомендует на вход схемы устанавливать керамический конденсатор номинальной ѐмкостью не менее 2,2 мкФ, а на выход — не менее 0,1 мкФ. Возьмѐм С4=2,2 мкФ и C8=0,1мкФ. Возьмѐм конденсаторы ЕСАР (К50-35 мини), 22 мкФ, 50 В и К10-17Б имп., 0,1 мкФ x7R, 10%, 0805. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 52

4 Разработка и исследование модели источника тока в программе моделирования NI Multisim. 4.1 Разработка модели силовой части источника тока. Проведѐм моделирование схемы источника тока в программе NI Multisim. Модель схемы источника тока показана на рисунке 4.1. Номиналы элементов схемы соответствуют расчѐтным. Рисунок 4.1 — Модель схемы источника тока в программе NI Multisim В модели источника тока транзисторы моста и транзистор источника тока заменены на IRF840, в связи с тем, что в программе NI Multisim отсутствует модель MOSFET транзистора IRFP460. IRF840 был выбран в связи с тем, что он наиболее похож по своим параметрам на IRFP460: максимальное напряжение сток исток — 500 В, максимальный ток сток — исток — 8 А. Драйвер полумоста IR2110 заменѐн на два генератора импульсов из-за того, что в программе NI Multisim отсутствует модель драйвера полумоста. По этой же причине были заменены диоды выпрямителя со средней точкой на модель виртуального диода. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 53

4.2 Исследование модели источника тока. Произведѐм моделирование схемы и посмотрим формы сигналов при помощи осциллографа. Для измерения импульсов тока используем пробу тока с масштабом 1мВ/1 мА. Результат измерения тока на выходе схемы при прямоугольном управляющем сигнале амплитудой 5 В представлен на рисунке 4.2. Рисунок 4.2 — Осциллограмма тока, протекающего через нагрузку Как видно по полученной осциллограмме, амплитуда импульсов равна 399,4 А и близка к той, что задана техническим заданием — 400 А. Произведѐм анализ модели схемы, построим зависимость выходного тока от входного напряжения. Зададим амплитуду управляющего сигнала 1 В. Осциллограмма выходного тока при входном напряжении 1 В показана на рисунке 4.3. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 54

Рисунок 4.3 — Осциллограмма выходного тока, при входном напряжении 1 В При входном напряжении 1 В, амплитуда выходного тока составляет 80,16 А. Измерим выходное напряжение при амплитуде входного напряжения 2 В. Осциллограмма выходного тока при входном напряжении 2 В показана на рисунке 4.4. Рисунок 4.4 — Осциллограмма выходного тока, при входном напряжении 1 В Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 55

При входном напряжении 2 В, амплитуда выходного тока составляет 159,9 А. Измерим выходное напряжение при амплитуде входного напряжения 3 В. Осциллограмма выходного тока при входном напряжении 3 В показана на рисунке 4.5. Рисунок 4.5 — Осциллограмма выходного тока, при входном напряжении 3 В При входном напряжении 3 В, амплитуда выходного тока составляет 239,22 А. Измерим выходное напряжение при амплитуде входного напряжения 4 В. Осциллограмма выходного тока при входном напряжении 4 В показана на рисунке 4.6. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 56

Рисунок 4.6 — Осциллограмма выходного тока, при входном напряжении 4 В При входном напряжении 4 В, амплитуда выходного тока составляет 319,19 А. По полученным данным построим график зависимости выходного тока от входного напряжения. Этот график показан на рисунке 4.7. Рисунок 4.7 — График зависимости выходного тока от входного напряжения Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 57

Как видно из графика зависимость является линейной, значит схема работает правильно. Подадим на вход схемы управляющий сигнал полусинусоидальной формы амплитудой 5 В. Осциллограмма выходного тока показана на рисунке 4.8. Рисунок 4.8 — Осциллограмма выходного тока, при входном напряжении полусинусоидальной формы Судя по осциллограмме, схема источника тока способна работать с управляющим сигналом различной формы, не только с прямоугольными импульсами. Как видно по осциллограмме выходного тока, показанного на рисунке 4.2, в выходном токе присутствуют пульсации. Определим амплитуду пульсаций для прямоугольного сигнала. Форма пульсаций для выходного тока амплитудой 400 А показана на рисунке 4.9. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 58

Рисунок 4.9 — Осциллограмма пульсаций выходного тока амплитудой 400 А Как видно по осциллограмме амплитуда пульсаций равна 5,15 А, что составляет около одного процента от величины выходного тока разрабатываемой схемы. Форма пульсаций для выходного тока амплитудой 80 А, когда на вход схемы подано управляющее напряжение амплитудой 1 В, показана на рисунке 4.10. Рисунок 4.10 — Осциллограмма пульсаций выходного тока амплитудой 80 А Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 59

Как видно по осциллограмме амплитуда пульсаций равна 1,614 А. Величина пульсаций для других значений выходного тока показана на графике зависимости амплитуды пульсаций IПУЛЬС от амплитуды выходного тока IВЫХ. Этот график показан на рисунке 4.11. Рисунок 4.11 — График зависимости амплитуды пульсаций от выходного тока Как видно из графика, зависимость имеет почти линейный характер, значит относительная погрешность выходного тока не зависит от величины выходного тока. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 60

5 Разработка программы управляющего контроллера. 5.1 Разработка алгоритма программного обеспечения контроллера. Схема алгоритма программы управляющего контроллера показана на рисунке 5.1. Рисунок 5.1 — Схема алгоритма управляющего контроллера Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 61

В первую очередь во время запуска программы необходимо произвести подключение контроллера к сети Ethernet. Контроллеру присваиваются MAC и IP адрес. Далее происходит подключение к шине I2C в качестве ведущего устройства. После начальной инициализации контроллера происходит включение ожидания входящих сообщений по сети Ethernet. При поступлении нового сообщения происходит его приѐм. Данные по сети Ethernet будут передаваться в виде чисел, соответствующих кодам символов в таблице кодировки ASCII. Такое представление данных преобразователю. не подходит Полученные по для сети передачи Ethernet цифро-аналоговому данные необходимо преобразовать. После преобразования массива данных, происходит расчѐт времени задержки. Время задержки является обратной величиной от произведения частоты и числа точек, выдаваемых за период. Величины частоты и числа точек так же принимаются с компьютера. Время задержки — это время между двумя последовательными выдачами кода на ЦАП. Если по сети Ethernet не поступает новое сообщение, то приѐм сообщения, преобразование массива данных и расчѐт времени задержки пропускаются. Это нужно для того, чтобы вышеописанная часть алгоритма не выполнялась каждый цикл, а лишь только при поступлении нового массива данных. Затем происходит проверка времени, прошедшего с последней выдачи кода на ЦАП. Если с последней выдачи кода на ЦАП прошло время равное или больше времени задержки, то происходит выдача кода на ЦАП. На этом цикл контроллера заканчивается. 5.2 Разработка кода блока обмена данными между контроллером и компьютером. Обмен данными между компьютером и контроллером будет осуществляться по сети Ethernet. Работа с сетью начинается с подключения библиотек SPI и Ethernet. Библиотека SPI даѐт возможность работать с интерфейсом SPI, через который обмениваются данными плата Arduino и Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 62

Ethernet Shield. Библиотека Ethernet упрощает работу прикладного программиста с подключением к сети Ethernet по протоколу TCP/IP. Не нужно вручную описывать работу протокола: настройка соединения, приѐм и передача данных. Код, отвечающий за подключение контроллера к сети Ethernet представлен ниже. EthernetServer server(200); Ethernet.begin(mac, ip); server.begin(). Подключение к сети и присвоение MAC и IP адреса осуществляется командой Ethernet.begin. Команда EthernetServer server инициализирует контроллер в сети как сервер. Команда server.begin запускает ожидание входящих соединений. О подключении нового клиента можно узнать с помощью команды client.connected. Команда client.available возвращает количество непрочитанных байт, с помощью этой команды можно узнать о поступлении нового сообщения с компьютера. При поступлении нового сообщения его чтение осуществляется командой client.read. 5.3 Разработка кода для управления цифро-аналоговым преобразователем. Прежде чем передавать код цифро-аналоговому преобразователю его нужно получить, путѐм преобразования принятых по сети Ethernet символов в кодировке ASCII в массив с числами. Размер массива, содержащий данные, описывающие генерируемые импульсы, примем равным 401: 400 элементов массива под данные, описывающие генерируемые импульсы и два под частоту и число точек, выдаваемых за период. Такой размер массива выбран из-за ограничений оперативной памяти микроконтроллера. Код программы, отвечающий за преобразование, приведѐн ниже. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 63

if ( client.available() ) { a = 2; int j = 0; int n = 0; for (int i = 0; i <= 2005; i++) { c = client.read(); if ( c != 44 ) { midcode[n] = c; if (n == 0){ midcode[1] = 60; } else if (n == 1){ midcode[2] = 60; } else if (n == 2){ midcode[3] = 60; } n++; }else{ if (midcode[3] == 60){ code[j] = 100*chartoint (midcode[0]) + 10*chartoint (midcode[1]) + +chartoint (midcode[2]); }else if (midcode[3] == 60&&midcode[2] == 60){ code[j] = 10*chartoint (midcode[0]) + chartoint (midcode[1]); } else if (midcode[3] == 60 && midcode[2] == 60 && midcode[1] == 60){ code[j] = chartoint (midcode[0]); }else{ code[j] = 1000*chartoint (midcode[0]) + 100*chartoint (midcode[1]) + 10* *chartoint(midcode[2]) + chartoint(midcode[3]); } j++; n=0; } } frequency=code[0]; numberofpoints=code[1]; delaytime = (1/frequency * numberofpoints) * 1000000; } Преобразование массива данных начинается только при выполнении того условия, что имеются непрочитанные данные, принятые по сети Ethernet. При выполнении этого условия инициализируются две новые переменные j и n отвечающие за подсчѐт номеров элементов массивов. Так же приравнивается двойке переменная a, отвечающая за номер элемента массива, описывающего генерируемые импульсы. Это нужно для того, чтобы после преобразования данных выдача кода на ЦАП началась с начала массива данных, а не на том месте, где закончилась передача на предыдущей итерации цикла контроллера. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 64

Затем начинается цикл чтения и преобразования данных. Для организации цикла, используется цикл со счѐтчиком for. Число итераций равно числу элементов массива, содержащего коды для ЦАП, помноженному на пять. Именно пятью символами, принимаемыми по сети Ethernet, вместе с разделительной запятой, описывается одна кодовая комбинация, состоящая из четырѐх десятичных разрядов. В цикле, если принятый символ не равен запятой, происходит запись принятого символа в дополнительный массив midcode. В этом массиве собирается одна кодовая комбинация из последовательности чисел, соответствующих кодам символов в таблице кодировки ASCII. При этом, при занесении считанного с сети Ethernet символа в массив в ячейку n в ячейку n+1 записывается символ «<», который точно не может быть передан с компьютера. Сделано это для того, чтобы иметь возможность однозначно определить число знаков, занесѐнных в массив midcode. Если считывается символ «,» происходит преобразование набора символов, записанных в массив midcode, в число, при этом при преобразовании учитывается число элементов в массиве midcode, благодаря чему правильно выбираются веса разрядов. Преобразование символа в кодировке ASCII в число осуществляется с помощью функции chartoint. Код программы этой функции приведѐн ниже. int chartoint (int element) { if (element == 48){ return 0; } else if (element == 49){ return 1; }else if (element == 50){ return 2; }else if (element == 51){ return 3; }else if (element == 52){ return 4; }else if (element == 53){ return 5; }else if (element == 54){ return 6; }else if (element == 55){ return 7; }else if (element == 56){ return 8; }else if (element == 57){ return 9; } } Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 65

При вызове функции chartoint в качестве параметра нужно указать тот символ, который должен быть преобразован в число. Данная функция сравнивает заданный символ с таблицей кодировки ASCII и возвращает соответствующее этому символу число. По завершению преобразования происходит расчѐт времени задержки. В нулевой и первой ячейках массива code располагаются величины частоты и числа точек, которые должен выдавать ЦАП за период. Время задержки рассчитывается как обратная величина от произведения двух вышеназванных величин. При этом полученное время нужно умножить на 106 чтобы получить значение в микросекундах. Код программы отвечающий за непосредственную выдачу массива точек на ЦАП приведѐн ниже. if (( micros() – microstime ) >= delaytime){ dac.setVoltage( code[a], false ); microstime = micros(); a++; if (a >= (numberofpoints+2)){ a=2; }} Выдача символа на ЦАП осуществляется при выполнении условия: с момента последней выдачи кода на ЦАП должно пройти время большее или равное времени задержки. Временная задержка в этом случае выполняется с помощью проверки условия, а не с помощью стандартной команды delay для того, чтобы не останавливать прослушивание Ethernet канала на время задержки. Обнуление счѐтчика номера ячейки в массиве происходит тогда, когда величина этого счѐтчика превышает величину числа принятых точек, которые описывают генерируемые импульсы. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 66

6 Разработка программной части для компьютера. 6.1 Разработка кода для формирования таблицы данных, описывающей генерируемые импульсы. Лицевая панель разрабатываемой программы показана на рисунке 6.1. Рисунок 6.1 — Лицевая панель На лицевой панели расположены элементы управления, с помощью которых можно задавать вид генерируемого сигнала, его частоту, амплитуду и длительность импульса. Для трапецеидального сигнала помимо регулирования частоты, амплитуды и длительности импульса, возможно регулировать время нарастания и время спада импульса. Генерация сигнала происходит по нажатию Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 67

кнопки «Получить массив точек», один период сгенерированного сигнала отображается на лицевой панели в функциональном блоке «XY Graph». После генерации сигнал отправляется на управляющий контроллер по нажатию конпки «Отправка сигнала». Работа приложения для компьютера, управляемого описанными выше элементами управления и формирующего таблицу данных, описывающих генерируемые импульсы, основана на событийно управляемом автомате. Работа же событийно управляемого автомата основана на Event Structure. Event Structure это конструкция, которая позволяет выполнять нужный код программы по совершению какого-либо события: нажатию кнопки, изменению значения переменной или закрытию окна приложения. Event Structure помещена в цикл While. Это сделано из-за того, что Event Structure исполняется только один раз, когда наступает событие, и если нужно повторить отслеживание событий, то необходимо повторить процедуру отслеживания события. Общий вид кода приложения показан на рисунке 6.2. Рисунок 6.2 — Общий вид кода приложения Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 68

При запуске приложения в первую очередь происходит создание и регистрация пользовательских событий с помощью функциональных блоков Create User Event и Register for Events соответственно. Одновременно с этим происходит изменение основного меню со стандартного на пользовательское. Работа приложения начнется, когда в разделе меню «Управление» будет выбран пункт «Старт». После начала работы приложения во вкладке Event Structure «Timeout» будет происходить считывание значений типа сигнала, частоты, амплитуды и длительности импульса и ожидание событий. При нажатии на лицевой панели кнопки «Получить массив точек» приложение переходит к выполнению кода вкладки «Получить массив точек». Содержание этой вкладки показано на рисунке 6.3. Рисунок 6.3 — Вкладка «Получить массив точек» В этой вкладке происходит сравнение выбранного на лицевой панели типа сигнала с константами и генерация пользовательского события в соответствии с выполнившимся условием. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 69

При выборе на лицевой панели прямоугольного типа сигнала и нажатии на кнопку «Получить массив точек» происходит генерация пользовательского события «Прямоугольный». Содержание вкладки Event Structure «Прямоугольный» показано на рисунке 6.4. Рисунок 6.4 — Вкладка «Прямоугольный» В этой вкладке происходит генерация прямоугольного сигнала с преобразованием кластера данных в текстовую строку. Генерация сигнала осуществляется с помощью функционального генератора. В качестве параметров, для генерации прямоугольного сигнала, необходимо указать частоту генерируемого сигнала, его амплитуду, тип сигнала, здесь константой указывается прямоугольный тип сигнала, коэффициент заполнения импульсов в процентах и число точек выдаваемых генератором в секунду. Также ко входу генератора «Reset signal» нужно подключить логическую константу «True» для того, чтобы не происходило сдвига сигнала по фазе. Число точек, выдаваемых в секунду, равно произведению частоты и числа точек, выдаваемых за период. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 70

В виду того, что в программе управляющего контроллера размер массива, описывающего импульсы, был взят равным 400 элементов, число точек выдаваемых за период не должно превышать 400. Так же нужно учесть скорость работы шины I2C, микропроцессорной по которой платой Arduino происходит и обмен модулем данными ЦАП. В между стандарте, регламентирующем работу шины I2C, средняя скорость передачи указывается равной 100 кбит/с. При длине сообщения, передаваемом на ЦАП, равном трѐм байтам, максимально возможное число передаваемых на ЦАП кодовых комбинаций в секунду равно 4166. Возьмѐм вдвое меньшее число — 2000. Это нужно для того, чтобы гарантированно не возникало никаких проблем при обмене данными между управляющим контроллером и модулем ЦАП. При максимальном числе выдаваемых в секунду точек, равном 2000, и ограничении размера массива, хранящего данные в памяти контроллера, равном 400, частота, при которой за период будет выдаваться 400 временных точек, равна 5 Гц. Именно с этим условием рассчитывается число выдаваемых в секунду точек, которое подаѐтся на вход «Sampling info» функционального генератора. Функциональный генератор выдаѐт сгенерированные данные в виде кластера. Для выделения из этого кластера массива временных точек используется функциональный блок «Get Waveform Components». Для передачи по сети Ethernet массива временных точек, из сгенерированного функциональным генератором массива нужно выделить один период и преобразовать в текстовую строку. Всѐ это осуществляется с помощью подпрограммы «Square_to_string». Подпрограмма «Square_to_string» показана на рисунке 6.5. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 71

Рисунок 6.5 —Подпрограмма «Square_to_string» Входными параметрами этой подпрограммы являются амплитуда и частота генерируемого сигнала и сам массив временных точек. В цикле происходит выборка элемента массива с помощью функции «Index Array». Номер считываемого с массива элемента определяется с помощью счѐтчика итераций. После масштабирование получения к числового разрядности ЦАП. значения Так как происходит ЦАП его является двенадцатиразрядным, максимальной кодовой комбинацией для него является число 4095. А в виду того, что максимальная амплитуда сигнала, который выдаѐт функциональный генератор в данном приложении, равна 400 А. Разделив максимальную кодовую комбинацию на максимально возможную амплитуду сигнала, получим коэффициент, помножив на который число, считанное с массива временных точек, получим код, пригодный для выдачи на ЦАП. Этот коэффициент равен 10,2375. После этого полученное число округляется до целого путѐм конвертации из числового формата с плавающей запятой DBL в целочисленный формат I16. Затем с помощью функции «Format into String» происходит конвертация числа в текстовый формат String с последующим объединением полученной символьной строки со строкой, полученой в предыдущей итерации цикла. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 72

Таким образом происходит преобразование элементов массива, содержащих первый период сгенерированного сигнала. Определение одного периода осуществляется следующим образом. Инкрементирование счѐтчика происходит тогда, когда значение, считываемое с массива временных точек, становится больше или равно нуля. При этом, следующее инкрементирование счѐтчика возможно только если значение, считываемое с массива временных точек, станет меньше нуля, то есть начнѐт считываться отрицательный полупериод сигнала. Когда счѐтчик получит значение, равное двум, это будет означать, что считаны два полупериода сгенерированного сигнала, при этом остановится выборка значений из массива. Накоплением массивов из номера итерации цикла и соответствующего ему числа, считанного с массива временных точек, и последующим объединением массивов с помощью функции «Bundle», образуется кластер, с помощью которого на лицевой панели функциональным блоком «XY Graph» строится график. После окончания выборки элементов из массива временных точек, в начало результирующей текстовой строки добавляются частота и число преобразованных временных точек. Это нужно для правильного расчѐта времени задержки управляющим контроллером. После завершения выполнения подпрограммы происходит построение графика с помощью функционального блока «XY Graph» и передача в сдвиговый регистр текстовой строки, содержащей данные, описывающие генерируемые импульсы. При выборе на лицевой панели пилообразного типа сигнала и нажатии на кнопку «Получить массив точек» происходит генерация пользовательского события «Пилообразный». «Пилообразный» отличается Алгоритм от пользовательского алгоритма события пользовательского события «Прямоугольный» только одним параметром, поступающим на функциональный генератор: на вход «signal type» подключена константа «Sawtooth Wave». При выборе на лицевой панели полусинусоидального типа сигнала и нажатии Изм. Лист на кнопку № докум. «Получить Подпись Дата массив точек» происходит генерация БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 73

пользовательского события «Полусинусоидальный». Содержание вкладки Event Structure «Полусинусоидальный» показано на рисунке 6.6. Рисунок 6.6 — Вкладка «Полусинусоидальный» Так же как и при генерации прямоугольного и пилообразного сигналов, для генерации полусинусоиды используется функциональный генератор. Точно так же выбирается и число точек выдаваемых в секунду, обязательны ограничения в 2000 выдаваемых точек в секунду и 400 точек за период. Регулирование длительности импульса осуществлено следующим образом. Для заданной частоты при заданном коэффициенте заполнения, частота, которая должна быть подана на функциональный генератор, равна заданной частоте поделѐнной на удвоенный коэффициент заполнения. То есть при увеличении или уменьшении коэффициента заполнения, число точек, выдаваемых за период не изменяется, но соответственно увеличивается или уменьшается число точек, описывающих положительный полупериод. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 74

Функциональный генератор выдаѐт сгенерированные данные в виде кластера. Для выделения из этого кластера массива временных точек используется функциональный блок «Get Waveform Components». Для передачи по сети Ethernet массива временных точек, из сгенерированного функциональным генератором массива нужно выделить положительный полупериод и преобразовать в текстовую строку. Всѐ это осуществляется с помощью подпрограммы «Sin_to_string». Подпрограмма «Sin_to_string» показана на рисунке 6.7. Рисунок 6.7 — Подпрограмма «Sin_to_string» Входными параметрами этой подпрограммы являются частота генерируемого сигнала и сам массив временных точек. В начале работы подпрограммы «Sin_to_string» осуществляется расчѐт числа точек, выдаваемых за секунду. Этот расчѐт производится с тем условием, что за секунду должно выдаваться не больше 2000 временных точек, а за период должно выдаваться не более 400 точек. Затем производится вычисление числа временный точек, выдаваемых за период, путѐм перемножения периода на число точек, выдаваемых за секунду. В цикле происходит выборка элемента массива с помощью функции «Index Array». Номер считываемого с массива элемента определяется с помощью Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 75

счѐтчика итераций. Если считанный элемент меньше или равен нулю, то это значит, что с массива временных точек начал считываться отрицательный полупериод, инкрементируется счѐтчик и в строку, предназначенную для последующей передачи по сети Ethernet, начинает записываться цифра «0». При выполнении вышеописанного условия используется счѐтчик для того, чтобы в результирующую строку записывался ноль постоянно, начиная с первого считывания отрицательного числа, а не происходило чередование записи то значения, считанного с массива временных точек, то нуля. После считывания очередного числа с массива и проверки условия происходит масштабирование до величины максимальной кодовой комбинации ЦАП умножением на коэффициент 10,2375. После этого полученное число округляется до целого путѐм конвертации из числового формата с плавающей запятой DBL в целочисленный формат I16. Затем с помощью функции «Format into String» происходит конвертация числа в текстовый формат String с последующим объединением полученной символьной строки со строкой, полученой в предыдущей итерации цикла. Далее по завершению цикла происходит добавление к результирующей текстовой строке частоты и числа преобразованных временных точек. Это нужно для правильного расчѐта времени задержки управляющим контроллером. После завершения выполнения подпрограммы происходит построение графика с помощью функционального блока «XY Graph» и передача в сдвиговый регистр текстовой строки, содержащей данные, описывающие генерируемые импульсы. При выборе на лицевой панели трапецеидального типа сигнала и нажатии на кнопку «Получить массив точек» происходит генерация пользовательского события «Трапецеидальный». Генерация трапецеидального сигнала происходит путѐм расчѐта кусочной функции. График этой функции показан на рисунке 6.8. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 76

Рисунок 6.8 — График кусочной функции, где Im —амплитуда генерируемого сигнала, tН — время нарастания импульса, tС — время спада импульса, T — период сигнала, D — коэффициент заполнения Для описания функции на участке от 0 до tН воспользуемся уравнением линейной функции: ykxb (6.1) где, k —угловой коэффициент, x — аргумент функции, y — значение функции. Угловой коэффициент k можно найти как тангенс угла BAD, тогда получим: tgBAD  Im tн (6.2) Так как прямая AB проходит через начало координат, коэффициент b будет равен нулю. Тогда уравнение функции примет вид: Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 77

y Im x tс (6.3) На участке от tc до (T*D-tс) функция при любом аргументе будет равна амплитуде сигнала Im. Для описания функции на участке от (T*D-tс) до (T*D) воспользуемся уравнением прямой по двум точкам: y  y1 x  x1  y2  y1 x2  x1 (6.4) где, x1 и y1 — координаты первой точки, x2 и y2 — координаты второй точки. Из рисунка 6.7 можно найти две точки, принадлежащие этому участку функции: (T*D;0) и (T*D-tc;Im). Подставив две этих точки в уравнение прямой по двум точкам получим: y I m  (T  D  x) tc (6.5) На участке от (T*D) до T при любом значении аргумента функция равна нулю. Именно этой кусочной функцией и будет описываться генерация трапецеидального сигнала. При вызове пользовательской функции «Трапецеидальный» происходит выполнение кода приложения, содержащегося во вкладке «Трапецеидальный», показанной на рисунке 6.9. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 78

Рисунок 6.9 — Вкладка «Трапецеидальный» При вызове этой функции сперва считывается значения времени спада и времени нарастания импульса. Затем происходит генерация сигнала с его последующим преобразованием в текстовую строку для передачи по сети Ethernet. Генерация трапецеидального сигнала и его преобразование в текстовую строку осуществляется подпрограммой «Trapezium_to_string». Подпрограмма «Trapezium_to_string» показана на рисунке 6.10. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 79

Рисунок 6.10 — Подпрограмма «Trapezium_to_string» В начале работы этой подпрограммы происходит считывание переменных и расчѐт числа точек, выдаваемых за секунду. Расчѐт происходит с тем условием, чтобы число точек выдаваемых за секунду не превышало 2000 и число точек, выдаваемых за период, не превышало 400. Так же в начале работы этой подпрограммы происходит перевод времени спада и времени нарастания импульса из миллисекунд в секунды, делением этих величин на 1000. Вычисления внутри цикла производятся в соответствии с кусочной функцией, полученной выше. Также как и для прямоугольной, полусинусоидальной и пилообразной формы импульсов производится масштабирование до уровня максимальной кодовой комбинации. После этого полученное число округляется до целого путѐм конвертации из числового формата с плавающей запятой DBL в целочисленный формат I16. Затем с помощью функции «Format into String» происходит конвертация числа в текстовый формат String с последующим объединением полученной символьной строки со строкой, полученой в предыдущей итерации цикла. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 80

Накоплением массивов из номера итерации цикла и соответствующего ему числа, считанного с массива временных точек, и последующим объединением массивов с помощью функции «Bundle», образуется кластер, с помощью которого на лицевой панели функциональным блоком «XY Graph» строится график. Далее по завершению цикла происходит добавление к результирующей текстовой строке частоты и числа преобразованных временных точек. Это нужно для правильного расчѐта времени задержки управляющим контроллером. После завершения выполнения подпрограммы происходит построение графика с помощью функционального блока «XY Graph» и передача в сдвиговый регистр текстовой строки, содержащей данные, описывающие генерируемые импульсы. 6.2 Разработка кода обмена данными между компьютером и контроллером. Для начала обмена данными прежде всего компьютеру необходимо подключиться по сети Ethernet в качестве клиента к контроллеру. Сделать это можно с помощью функционального блока «TCP Open Connection». Полключение происходит путѐм выбора пункта меню «Старт» из раздела меню «Управление». Обработка выбора пункта меню и запуск Ethernet соединения осуществляется во вкладке Event структуры «Menu Selection». Вкладка «Menu Selection» показана на рисунке 6.11. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 81

Рисунок 6.11 — Вкладка «Menu Selection» После выбора пункта меню «Старт» с помощью функционального блока «Set Menu Item Info» эта кнопка в меню становится неактивной. Становится активной кнопка «Стоп». Подключение к удалѐнному серверу происходит с помощью функционального блока «TCP Open Connection». Входящими параметрами этого функционального блока являются IP адрес сервера, к которому необходимо подключиться и номер порта. Настройка IP адреса и номера порта осуществляется при выборе в разделе меню «Настройки» пунктов «IP» и «Port» соответственно. Код программы, отвечающий за задание IP адреса и номера порта представлен на рисунках 6.12 и 6.13 соответственно. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 82

Рисунок 6.12 — Исполняемый код программы при нажатии «IP» в разделе меню «Настройки» Рисунок 6.13 — Исполняемый код программы при нажатии «Port» в разделе меню «Настройки» Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 83

Задание IP адреса и номера порта происходит во всплывающих окнах, которые открываются при вызове подпрограмм «IP» и «Port» соответственно. Вид окон, через которые происходит настройка IP адреса и порта показаны на рисунках 6.14 и 6.15 соответственно. Рисунок 6.14 — Окно настройки IP адреса Рисунок 6.15 — Окно настройки порта Отправка данных на управляющий контроллер осуществляется нажатием на лицевой панели кнопки «Отправка сигнала». При нажатии на кнопку «Отправка сигнала» приложение переходит к выполнению кода вкладки Event Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 84

структуры «Отправка сигнала». Содержание этой вкладки показано на рисунке 6.16. Рисунок 6.16 — Вкладка «Отправка сигнала» Текстовая строка, содержащая последовательность временных точек, которые описывают генерируемые импульсы, передаются в эту вкладку с помощью сдвигового регистра. Передача через сеть текстовой строки осуществляется с помощью Функционального блока «TCP write». Закрытие Ethernet соединения происходит при выборе «Стоп» в разделе меню «Управление». Код программы, выполняющийся при выборе «Стоп» в разделе меню «Управление» показан на рисунке 6.17. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 85

Рисунок 6.17 — Исполняемый код программы при нажатии «Стоп» в разделе меню «Управление» После выбора пункта меню «Стоп» с помощью функционального блока «Set Menu Item Info» эта кнопка в меню становится неактивной. Становится активной кнопка «Стоп». Закрытие соединение осуществляется с помощью функционального блока «TCP Close Connection». Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 86

7 Разработка печатной платы системы управления силовой части источника тока. Печатная плата собрана на двустороннем стеклотекстолите марки СФ-2 c толщиной фольги 105 мкм и толщиной всего листа 2 мм. Выбор этого материала основан на его широком применении и низкой стоимости относительно всех марок стеклотекстолитов при наиболее оптимальных электрических, химических и механических характеристиках. Толщина материала 2 мм вполне соответствует требованиям условий эксплуатации к механической прочности печатной платы. Рассчитаем ширину дорожек для силовых цепей. Подразумевается, что плата идентична для всех источников. Поэтому рассчитаем ширину дорожек для максимального тока, который может протекать по плате: I2   b t  h 2  q  c (7.1) где, I – ток, протекающий через дорожку, ρ=1,75*10-8 Ом/м — удельное сопротивление меди, ∆t=40 °C — диапазон рабочих температур, h=105*10-6 м — глубина дорожки печатного проводника, q=8,9*103 кг/м3— плотность меди, с=390 Дж/(кг*°C) — удельная теплоемкость меди. Рассчитаем ширину дорожек цепи первичной обмотки трансформатора. В этой цепи протекает ток I1=3,234 А. Тогда ширина дорожек будет равна: 3,2342  1,75  108 b  3,46  104 м 6 2 3 40  (105  10 )  8,9  10  390 (7.2) Для печатных проводников силовых цепей выберем ширину 1 мм. В сигнальных цепях, как правило, протекающий ток намного ниже, поэтому выберем ширину проводника 0,5 мм. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 87

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, в результате бакалаврской работы был разработан программируемый источник тока для испытания силовых полупроводниковых приборов. В первой главе был сделан обзор технических решений, применяемых в промышленных источниках тока. Во второй главе была разработана функциональная схема аппаратной части источника тока. В третьей главе была разработана электрическая принципиальная схема источника тока. В четвѐртой главе была разработана и исследована модель источника тока в программе NI Multisin. В пятой главе была разработана программа управляющего контроллера. В шестой главе была разработана программная часть для компьютера. В седьмой главе была разработана печатная плата системы управления силовой части источника тока. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 88

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Хоровиц П. Искусство схемотехники. / П. Хоровиц, У. Хилл. – М.: Бином, 2014. – 706 с. 2. Полещук А. Методы повышения качества измерения характеристик СПП в области статических потерь / А. Полещук // Силовая электроника. – 2012. - №4. - С.14-16. 3. Хныков А. В. Теория и расчѐт многообмоточных трансформаторов. / А. В. Хныков. – М.: СОЛОН – Пресс, 2003. – 112 с. 4. Волович Г. И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств / Г. И. Волович. – М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2005. – 528 с. 5. ЗАО «ЧИП и ДИП» — Приборы, Радиодетали и Электронные компоненты [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.chipdip.ru 6. «ПЛАТАН»: электронные компоненты, радиодетали — [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.platan.ru 7. Шустов М. А. Основы силовой электроники./ М. А. Шустов. – СПб.: Наука и техника, 2017. – 336 с. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 89

ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное) Алгоритм программы управляющего контроллера #include <SPI.h> #include <Ethernet.h> #include <Adafruit_MCP4725.h> Adafruit_MCP4725 dac; byte mac[] = {0xAE, 0xB2, 0x26, 0xE4, 0x4A, 0x5C}; byte ip[] = {169, 254, 1, 12}; EthernetServer server(200); char c; char midcode [3]; int code [401]; int frequency; int numberofpoints; unsigned long delaytime; unsigned long microstime; int a=2; void setup() { Serial.begin(9600); dac.begin(0x60); Ethernet.begin(mac, ip); server.begin(); Serial.println("server is at "); Serial.println(Ethernet.localIP()); } void loop() { EthernetClient client = server.available(); if (client){ Serial.println("new client"); while (client.connected()){ if (client.available()) { a=2; int j=0; int n=0; for (int i=0;i<=2005; i++){ c = client.read(); if(c!=44){ midcode[n]=c; if (n==0){ midcode[1]=60; } else if(n==1){ midcode[2]=60; } else if(n==2){ midcode[3]=60; } n++; }else{ Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 90

if (midcode[3]==60){ code[j]=100*chartoint(midcode[0])+10*chartoint(midcode[1])+chartoint(midcode[2]); }else if (midcode[3]==60&&midcode[2]==60){ code[j]=10*chartoint(midcode[0])+chartoint(midcode[1]); }else if(midcode[3]==60&&midcode[2]==60&&midcode[1]==60){ code[j]=chartoint(midcode[0]); }else{ code[j]=1000*chartoint(midcode[0])+100*chartoint(midcode[1])+10*chartoint(midcode[2])+ chartoint(midcode[3]); } j++; n=0; }} frequency=code[0]; numberofpoints=code[1]; delaytime=(1/frequency*numberofpoints)*1000000; }} client. stop(); } if ((micros()-microstime)>=delaytime){ dac.setVoltage(code[a], false); microstime=micros(); a++; if (a>=(numberofpoints+2)){ a=2; }}} int chartoint (int element) { if (element == 48){ return 0; } else if (element == 49){ return 1; }else if (element == 50){ return 2; }else if (element == 51){ return 3; }else if (element == 52){ return 4; }else if (element == 53){ return 5; }else if (element == 54){ return 6; }else if (element == 55){ return 7; }else if (element == 56){ return 8; }else if (element == 57){ return 9; }} Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 91

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное) Алгоритм программы для компьютера Общий вид программы и вкладка «Timeout». Настройка меню. Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 92

Вкладка «Start». Вкладка «IP». Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 93

Подпрограма «IP». Вкладка «About». Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 94

Подпрограмма «About» Вкладка «Port». Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 95

Подпрограмма «Port». Вкладка «Stop». Вкладка «Отправка сигнала». Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 96

Вкладка «Получить массив точек». Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 97

Вкладка «Прямоугольный». Подпрограмма «Square_to_string». Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 98

Вкладка «Полусинусоидальный». Подпрограмма «Sin_to_string». Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 99

Вкладка «Пилообразный». Вкладка «Трапецеидальный». Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 100

Подпрограмма «Trapezium_to_string». Вкладка «Panel Close». Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 101

ПРИЛОЖЕНИЕ В (обязательное) Электрическая принципиальная схема источника тока Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 102

ПРИЛОЖЕНИЕ Г (обязательное) Перечень элементов источника тока Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 103

ПРИЛОЖЕНИЕ Д (обязательное) Чертеж печатной платы источника тока Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 104

ПРИЛОЖЕНИЕ Е (обязательное) Сборочный чертеж источника тока Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 105

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж (обязательное) Электрическая принципиальная схема источника питания Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 106

ПРИЛОЖЕНИЕ З (обязательное) Перечень элементов источника питания Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 107

ПРИЛОЖЕНИЕ И (обязательное) Чертѐж печатной платы источника питания Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 108

ПРИЛОЖЕНИЕ К (обязательное) Сборочный чертѐж источника тока Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 109

ПРИЛОЖЕНИЕ Л (обязательное) Монтажная схема Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 110

ПРИЛОЖЕНИЕ М (обязательное) Перечень элементов монтажной схемы Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 111

ПРИЛОЖЕНИЕ Н (обязательное) Чертѐж корпуса устройства Изм. Лист № докум. Подпись Дата БР-02069964-11.03.04-01-19 ПЗ Лист 112

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв