Высокочастотный преобразователь напряжения. Высокочастотные преобразователи напряжения: особенности применения в автомобильной электронике — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Каковы преимущества импульсных преобразователей напряжения. Как выбрать оптимальную частоту переключения. Какие проблемы возникают при повышении частоты преобразования. Как защитить электронику автомобиля от перенапряжений в бортовой сети.

Содержание

Преимущества высокочастотных импульсных преобразователей напряжения

Импульсные преобразователи напряжения обладают рядом важных преимуществ по сравнению с линейными регуляторами:

Более высокий КПД и меньшее тепловыделение
Возможность уменьшения габаритов за счет применения компонентов меньших размеров
Отсутствие необходимости в громоздких радиаторах
Возможность получения выходного напряжения выше входного

Благодаря этим преимуществам высокочастотные импульсные преобразователи находят все более широкое применение в автомобильной электронике, особенно в таких системах как:

Информационно-развлекательные системы
Модули управления двигателем
Системы помощи водителю
Системы безопасности

Выбор оптимальной частоты переключения

При разработке импульсного преобразователя важно правильно выбрать частоту переключения. С повышением частоты уменьшаются габариты пассивных компонентов, но возникает ряд проблем:

Увеличиваются потери на переключение силовых транзисторов
Возрастает уровень электромагнитных помех
Усложняется разводка печатной платы

Оптимальная частота переключения для автомобильных преобразователей обычно лежит в диапазоне 100 кГц — 2 МГц. При этом важно учитывать требования по электромагнитной совместимости.

Проблемы высокочастотных преобразователей напряжения

Основные проблемы, возникающие при повышении частоты преобразования:

Возрастание потерь на переключение в силовых транзисторах
Увеличение уровня электромагнитных помех
Необходимость применения более дорогих магнитных компонентов
Усложнение разводки печатной платы

Повышение требований к быстродействию драйверов затворов

Для решения этих проблем применяются специальные схемотехнические и конструктивные решения, а также современная элементная база.

Защита от перенапряжений в бортовой сети автомобиля

Важной задачей при разработке автомобильных преобразователей является защита от перенапряжений в бортовой сети. Основные виды перенапряжений:

Статические перенапряжения (до 18 В в течение 1 часа)
Импульсные перенапряжения при переключении нагрузок (до 80-150 В)
Перенапряжения при запуске от внешнего источника (24 В в течение 2 минут)

Для защиты применяются различные схемы на основе MOSFET-транзисторов, стабилитронов и варисторов. Важно обеспечить надежную работу преобразователя во всех режимах бортовой сети.

Схемотехника высокочастотных преобразователей напряжения

Основные схемы импульсных преобразователей, применяемых в автомобильной электронике:

Понижающий преобразователь (buck converter)
Повышающий преобразователь (boost converter)
Инвертирующий преобразователь (buck-boost converter)
Преобразователь с гальванической развязкой (flyback converter)

Выбор конкретной схемы зависит от требуемых входных и выходных напряжений, мощности нагрузки и других параметров. Для повышения КПД часто применяются синхронные выпрямители на MOSFET-транзисторах.

Компоненты для высокочастотных преобразователей

Основные компоненты, применяемые в современных автомобильных преобразователях напряжения:

Силовые MOSFET-транзисторы с малым сопротивлением канала
Быстродействующие драйверы затворов
Специализированные контроллеры для импульсных преобразователей
Высокочастотные индуктивности и трансформаторы
Керамические и полимерные конденсаторы с малым ESR

Быстрые диоды Шоттки или синхронные выпрямители

Правильный выбор компонентов позволяет создавать эффективные преобразователи с высокой удельной мощностью.

Перспективы развития автомобильных преобразователей напряжения

Основные тенденции в развитии высокочастотных преобразователей для автомобильной электроники:

Дальнейшее повышение рабочих частот до 5-10 МГц
Применение GaN и SiC-транзисторов
Интеграция силовых ключей и драйверов в одном корпусе
Улучшение электромагнитной совместимости
Повышение удельной мощности до 5-10 кВт/дм3
Расширение диапазона рабочих температур до -55…+150°C

Развитие технологий позволит создавать еще более компактные и эффективные преобразователи для перспективных автомобильных систем.

Высокочастотные импульсные преобразователи напряжения для автомобильной электроники

30 апреля 2008

Возрастающие требования к мощности питания при использовании в автоэлектронике новых быстрых процессоров ведут к постепенной смене метода преобразования: с простого, недорогого, но неэффективного линейного регулятора на более сложный, но эффективный импульсный преобразователь.

Преимущества импульсного преобразователя

С ростом частоты преобразования физические размеры пассивных компонентов, таких как силовая катушка индуктивности или накопительный конденсатор, могут быть уменьшены. Уменьшая рассеивание мощности, высокоэффективные преобразователи устраняют необходимость громоздких и дорогих радиаторов. Таким образом, использование импульсных преобразователей уменьшает общий размер источника питания. Эти преимущества делают импульсный преобразователь весьма привлекательным выбором для управления питанием в таких автомобильных устройствах, как системы самодиагностики, информационно-развлекательные системы, модули управления двигателем.

Выбор импульсного преобразователя

Выбор частоты переключения очень важен, поскольку использование импульсного преобразователя влечет за собой ряд проблем. Электромагнитные помехи, порождаемые основной частотой преобразования и ее гармониками, могут влиять на работу других устройств. К примеру, AM-радиоприемники чувствительны к частотам в области от 530 кГц до 1710 кГц. Следовательно, частота переключения более 1710 кГц устраняет влияние основной частоты и ее гармоник в AM-диапазоне. Лабораторные тесты показывают, что простые устройства защиты вместе с высокочастотными преобразователями невысокого напряжения, производимые фирмой Maxim, являются отличным решением для электропитания в автомобиле. В связи с этим, разработчики больше не нуждаются в высоковольтных преобразователях при разработке автомобильных источников питания.

Повышение частоты преобразования также увеличивает потери, что несколько снижает преимущества использования импульсных преобразователей. Поскольку потери пропорциональны квадрату рабочего напряжения, то с повышением входного напряжения ситуация сильно ухудшается. К сожалению, типичный автомобильный преобразователь должен рассчитываться на высокое напряжение (40 В и выше), чтобы противостоять различным перенапряжениям, например, при сбросе загрузки. Высокое напряжение влечет за собой увеличение геометрических размеров силового транзистора, утолщение переходов и удлинение каналов управления, возрастание задержки распространения сигнала. Таким образом, из-за замедления процессов переключения растут потери и снижается эффективность. Технология компании Maxim позволяет разрабатывать чрезвычайно быстродействующие преобразователи, работающие при средних напряжениях. Например, сдвоенный buck-boost преобразователь MAX5073 работает на частоте 2,2 МГц и может выдерживать входное напряжение до 23 В. Работа каналов в противофазе позволяет достичь эффективной частоты преобразования 4,4 МГц.

Так как импульсные преобразователи должны быть устойчивы к помехам источника питания, возникает вопрос — действительно ли в автомобильных приложениях нужны высоковольтные ИС? Ответ на этот вопрос раскрывается далее, с рассмотрением типичных помех в автомобильных системах питания и методов защиты от них низковольтных электронных устройств.

Перенапряжение в цепи питания

Устройства защиты от перенапряжения изолируют и защищают электронную схему от чрезмерных напряжений, возникающих при подключении к автомобильной электросети, в особенности — к основному источнику питания. Способность противостоять таким возмущениям известна как кондуктивная помехозащищенность. Хотя оригинальные производители автомобилей часто выдвигают свои требования, основа спецификаций по испытаниям этого параметра взята из стандарта ISO-7637. Далее приводится краткое описание типичных перенапряжений, относящихся именно к автомобильным системам.

Статические перенапряжения

В некоторых случаях перенапряжение имеет достаточно большую длительность, чтобы его можно было рассматривать как постоянное. Примером может быть любое перенапряжение, сохраняющееся дольше, чем тепловая постоянная времени в связанном электронном устройстве. В таких ситуациях основной проблемой является продолжительное рассеивание мощности и вытекающий из него рост температуры. Статические перенапряжения случаются при отказе регулятора напряжения генератора, удвоении напряжения на батарее при запуске и обратном подключении батареи. Кратко рассмотрим особенности этих состояний.

Регулятор стремится выровнять выходное напряжение генератора, которое зависит от скорости, загрузки автомобиля и температуры окружающей среды, путем изменения амплитуды тока обмотки возбуждения. Для этого обычно используется электронная схема, которая обеспечивает изменение напряжения на обмотке путем широтно-импульсной модуляции. Типичный уровень выходного напряжения регулятора равняется 13,5 В. Однако регулятор напряжения может отказать и подать максимальный ток возбуждения, независимо от нагрузки или выходного напряжения. Когда это случается, вся система может оказаться под напряжением, превышающим типовые 13,5 В. Фактический уровень напряжения зависит от скорости движения, нагрузки и других условий. Типичным тестовым требованием OEM при сбое регулятора является перенапряжение 18 В в течение одного часа. Большинство систем обязано выдерживать такой тест, хотя для некоторых их функций допустимо небольшое отклонение от нормы.

Другим статическим перенапряжением является удвоение напряжения на батарее, когда буксирующий грузовой автомобиль или персонал сервиса использует напряжение 24 В для запуска отказавшего автомобиля или зарядки «насмерть» разряженной батареи. Типичное тестовое OEM-требование в этом случае — 24 В в течение двух минут. В таких условиях обязаны работать некоторые системы автомобиля, связанные с безопасностью или управлением двигателем.

Перенапряжение в энергосистеме автомобиля может возникнуть при обратном включении батареи (переполюсовка) в случае ошибок в производстве или техобслуживании. В таком случае большинство систем должны уцелеть, не работая при этом. Типичным тестом является подача напряжения -14 В в течение одной минуты. Это испытание может быть проблемой для высокоточных устройств и устройств с низким падением напряжения.

Кратковременные перенапряжения

Большинство кратковременных перенапряжений в автомобиле происходит при коммутации индуктивной нагрузки. К таким нагрузкам относятся электродвигатель стартера, топливный насос, электродвигатели стеклоподъемников, катушки реле, соленоиды, компоненты системы зажигания и различные распределенные по схеме индуктивности. Отключение любой из этих индуктивных нагрузок ведет к импульсу перенапряжения. Для подавления таких перенапряжений в зависимости от их амплитуды и длительности используются фильтры питания, металоксидные варисторы (MOV) или подавители переходных напряжений. Соответствующие требования описаны в стандарте ISO7637. На рисунках с 1 по 4 показаны требования к подавлению перенапряжений, основанные на ISO7637. На рис. 1 во время переключений схема генерирует повторяющиеся отрицательные импульсы амплитудой от -80 В до -150 В длительностью от 1 мс до 140 мс при типичном импедансе источника 5…25 Ом. На рис. 2 во время переключений схема генерирует повторяющиеся положительные импульсы амплитудой от +75 до +150 В длительностью 50 мкс. при типичном импедансе источника 2…10 Ом. На рис. 3 во время переключений схема генерирует пачки отрицательных импульсов амплитудой -150 В и длительностью 100 нс (сигнал 3a) и положительных амплитудой 100 В, длительностью 100 нс (3b). при импедансе источника 50 Ом. А на рис. 4 показан импульс при падении нагрузки, возникающий при внезапном отсоединении регулятора, питающего разряженную батарею. Здесь резкое падение тока индуцирует импульс высокого напряжения, продолжительность которого зависит от электрической постоянной времени схемы регулятора и его времени отклика.

Рис. 1. Схема генерирует повторяющиеся отрицательные импульсы

Рис. 2. Схема генерирует повторяющиеся положительные импульсы

Рис. 3. Схема генерирует пачки отрицательных и положительных импульсов

Рис. 4. Импульс при падении нагрузки

Таблица 1 содержит обобщение современных OEM-требований, в большинстве своем взятых из того же стандарта ISO7637.

Таблица 1. Тесты кондуктивной помехозащищенности у различных производителей (OEM)

Тип импульса	Параметр	OEM 1	OEM 2	OEM 3	OEM 4	OEM 5	OEM 6	OEM 7	OEM 8
Импульс 1	Td мс	2	2	2	2	5	50 нс	140 с	46
	Vp В	-100	-100	-100	-150	-100	-100	-80	-80
	Rs, Ом	10	10	10	10	25	10	5	20
Импульс 2	Td, нс	50	50	50	50		2 мс	5,7
	Vp, В	150	50	100	75		200	110
	Rs, Ом	4	2	10	2		10	0,24
Импульс 3a	Td, нс	100	100	100	100		100	4,6 мс
	Vp, В	-150	-150	-150	-112		-150	-260
	Rs, Ом	50	50	50	50		50	34
Импульс 3b	Td, нс	100	100	100	100		100
	Vp, В	100	100	100	75		100
	Rs, Ом	50	50	50	50		50
Импульс 5	Td, мс	300	400	300		120		500	380
	Vp, В	50	100	43,5		80		70	60
	Rs, Ом	0,5	2	0,5		2,5		0,5	0,75

Как упоминалось ранее, низковольтные высокоэффективные импульсные преобразователи не могут быть запитаны непосредственно от батареи. Поэтому аккумулятор часто подключается через подавитель переходного напряжения (обычно металоксидный варистор), или с шунтирующим конденсатором, подключенным к обычному ограничителю входного напряжения. Эти простые схемы строятся на КМОП-(MOSFET-транзисторе) с p-каналом (рис. 5a), с рабочим напряжением от 50 до 100 В, в зависимости от ожидаемого уровня переходных процессов напряжения на V_BAT.

Рис. 5. a) Ограничитель напряжения на p-канальном MOSFET транзисторе b) ограничитель напряжения на n-p-n транзисторе с) ограничитель напряжения на n-канальном MOSFET-транзисторе.

Стабилитрон Z1 номиналом 12 В препятствует превышению напряжения затвор-исток транзистора свыше V_GSMAX. Транзистор работает в режиме насыщения, когда входное напряжение V_BAT меньше напряжения пробоя стабилитрона Z2. Во время переходного процесса MOSFET блокирует напряжения больше напряжения пробоя Z2. Недостатком данного метода является использование дорогостоящего MOSFET с p-каналом и множества связанных с ним компонентов.

Другой метод основан на использовании n-p-n-транзистора. На базе транзистора зафиксировано напряжение V_Z3, которое также регулирует и напряжение на эмиттере (V_Z3– V_BE). Такое решение недорого, но из-за падения напряжения V_BE возникает потеря мощности P_LOSS= I_IN · V_BE. Падение напряжения V_BE также увеличивает минимальный необходимый уровень напряжения батареи, что особенно критично при запуске холодного двигателя (рис. 5b).

Третьим решением является использование n-канального MOSFET-транзистора, которые более распространены, менее дороги и могут использоваться как элемент блокировки. Подключение затвора этого транзистора усложнено тем, что требуемое напряжение V_G должно быть больше напряжения источника. Блок-схема на рис. 5c показывает использование MOSFET-ключа в роли устройства блокировки. Во время падения нагрузки MOSFET полностью выключается, если V_BAT превышает установленный предел, и остается выключенным все время, пока V_BAT выше предела. Контроллер защиты от перенапряжения MAX6398 защищает источник питания от перенапряжений сети автомобиля (падений нагрузки и удвоения напряжения батареи) как раз путем управления n-канальным MOSFET (см. рис. 6).

Рис. 6. Импульсный 2 МГц преобразователь MAX5073 со схемой защиты от перенапряжения (MAX6398) на входе

На рис. 7-9 приведены результаты лабораторного тестирования помехозащищенности и показана практическая реализация устройства защиты от переходного напряжения на n-канальном MOSFET. Параметры для рис. 7: собственная частота преобразователя 2,2 МГц, частота импульсов на входном конденсаторе 4,4 МГц (C_h2_{= SOURCE2; C_h3_{= SOURCE1; C_h4_{= Input Capacitor Ripple; C_h5_{= CLK_OUT).}}}}

Рис. 7. Форма сигналов в сдвоенном импульсном преобразователе MAX5073, показанном на рисунке 6

Параметры для рис. 8: импульс 5 (80 В, 120 мс, OEM5) подан на вход схемы защиты. MAX5073 соединен с выходом схемы защиты. Масштаб времени на рис. 8а — 1 с/см, на 8б — 1 мс/см. (C_h2 = V_BAT; C_h3 = V_PROT; C_h4 = Output-1; C_h5_{= Output-2).}

Рис. 8a. Состояние выхода 1 MAX5073

Параметры для рис. 9: импульс 5 (70 В, 500 мс) подан на вход схемы защиты. MAX5073 соединен с выходом схемы защиты. Масштаб времени на рис. 9а — 1 с/см, на 9б — 200мкс/см. (C_h2_{= V_BAT; C_h3_{= V_PROT; C_h4_{= Output-1; C_h5_{= Output-2).}}}}

Рис. 8b. Состояние выхода 2 MAX5073

Рис. 9a. Состояние выхода 1 MAX5073

Рис. 9b. Состояние выхода 2 MAX5073

Как показано на рис. 9, MAX6938 эффективно блокирует импульсы при падении нагрузки в автомобильной сети и регулирует напряжение, необходимое для низковольтной электроники. Использование комбинации устройства защиты и высокочастотного преобразователя экономит пространство и снижает затраты по сравнению с высоковольтными решениями, работающими на значительно более низких частотах.

Электронный портал современной радиотехники и электроники

Получение технической информации, заказ образцов, поставка —
e-mail: [email protected]

Новый 802.11g/b-совместимый РЧ-трансивер

Компания Maxim Integrated Products представила однокристальный, сверхмаломощный 802.11g/b-совместимый РЧ-трансивер прямого преобразования MAX2830 со встроенными усилителем мощности (УМ), переключателями прием/передача/тип антенны и схемой кварцевого генератора. MAX2830 является первым в отрасли трансивером, который содержит переключатели приема/передачи и типа антенны, что позволяет сэкономить площадь печатной платы и затраты на комплектующие по сравнению с решениями конкурентов. Малая стоимость и малые размеры этого высокоинтегрированного трансивера делают идеальным применение MAX2830 в Wi-Fi-устройствах, КПК, VoIP-применениях и сотовых телефонах.

MAX2830 также содержит кварцевый генератор с цифровым управлением (DCXO), который выступает в роли задающего генератора и позволяет использовать небольшие, недорогие и маломощные кварцевые резонаторы.

MAX2830 разработан с использованием являющейся собственностью компании Maxim высококачественной технологии SiGe BiCMOS. Трансивер работает от напряжения питания 2,7…3,6 В, а УМ питается напряжением 2,7…4,2 В, что позволяет питать MAX2830 непосредственно от аккумулятора сотового телефона. Приемник потребляет ток 62 мА в режиме приема, при этом достигая уровня шума 3,3 дБ. Это позволяет ему добиться лучшей в своем классе чувствительности приема -75 дБм (64QAM OFDM) без внешнего малошумящего усилителя.

MAX2830 выпускается в миниатюрном 48-выводном корпусе TQFN-EP с размерами 7х7 мм. Для ускорения проектирования выпущена отладочная плата.

•••

Наши информационные каналы

Высокочастотный преобразователь напряжения — Справочник химика 21

Назначение акустической части — получение информации об исследуемом физико-химическом параметре контролируемой твердой или жидкой среды в виде изменения какого-либо параметра (времени, фазы, частоты, амплитуды) высокочастотного электрического напряжения, поступившего из электронной схемы в акустическую часть. Принципы построения и особенности разработки акустических преобразователей (датчиков информации) рассматриваются в следующей главе. [c.141]

Назначение электронной схемы — получение (генерирование) высокочастотного электрического напряжения для подачи его на акустические преобразователи (датчики) и обработка полученной от них информации с выдачей данных в виде, пригодном для визуального наблюдения или математической обработки. [c.141]

С выхода усилителя мощности напряжение подается на обмотку возбуждения магнитострикционного преобразователя. Напряжение на выходе измеряется специальным высокочастотным вольтметром V, а суммарный анодный ток — амперметром А]. Амперметр Аг измеряет ток поляризации. [c.69]

Ещё большее снижение помех от частично возбужденных преобразователей достигается применением двухчастотного возбуждения [54]. При воздействии на сердечник переменного высокочастотного поля Н-Н(1), напряженность которого не превосходит некоторого допустимого значения Яд цт, перемагничивание сердечника происходит по устойчивым частным циклам вокруг некоторого центра, определяемого значением остаточной индукции б(хл. Параметры, определяющие связь между значе- [c.186]

Питание светильников и инструментов при напряжении 36 в и ниже должно осуществляться через переносные понижающие трансформаторы (12—36 в), а в случае применения высокочастотного инструмента также через преобразователи частоты тока. Один из выводов обмотки низшего напряжения и корпус трансформатора должен быть заземлен. [c.216]

Сигналы, генерируемые пьезопреобразователем (датчиком) 1, установленным на объекте контроля, усиливаются предусилителем 2 и поступают на преобразователь частоты 3. В нем они смешиваются с высокочастотным напряжением генератора 4, частота которого может изменяться в широких пределах. Сигнал разностной (промежуточной) частоты усиливается усилителем 5 и детектируется детектором 6 с целью получения низкочастотной огибающей. [c.269]

Установив ПРО на контролируемую поверхность изделия, добиваются постоянной яркости высокочастотного разряда в разрядном промежутке, а о результатах контроля судят по величине приложенного к преобразователю импульсного высокочастотного напряжения. [c.470]

Импульсный генератор ГИ с периодом 7и вырабатывает короткие импульсы (рис. 2-15,6), возбуждающие излучающий пьезоэлемент И акустического измерительного преобразователя АП. Ультразвуковой импульс, пройдя через контролируемую среду в преобразователе АП, поступает на приемный пьезоэлемент П через промежуток времени т и преобразуется в импульс электрического напряжения (рис. 2-15,(5). Принятый импульс усиливается высокочастотным усилителем У и детектируется амплитудным детектором АД (рис. 2-15,е). Формирующий каскад ФК вырабатывает из детектированного импульса пусковой импульс длительностью 0,02— 0,05 мксек (рис. 2- Ъ,ж), который поступает на второй вход триггера Т. [c.123]

Первоначальный импульс генератора ГИ в режиме автоколебаний (рис. 2-17,а) возбуждает излучающий пьезоэлемент И измерительного преобразователя АП. Импульс, излученный пьезоэлементом И в контролируемую среду, через время т достигает приемника П и преобразуется им в импульс электрического напряжения (рис. 2-17,6). Принятый импульс усиливается высокочастотным усилителем У, детектируется амплитудным детектором АД (рис. 2-17,в) и поступает па формирующий каскад ФК. Этот каскад вырабатывает короткий пусковой импульс (рис. 2-17,г) с амплитудой напряжения, достаточной для запуска генератора, [c.126]

Кроме анализаторов, в состав масс-спектрометров входят две электрометрические головки и электронный блок. Головки закреплены на корпусах анализаторов, однотипны и отличаются друг от друга только частотой высокочастотных генераторов, предназначенных для питания селекционирующих каскадов анализаторов. Частота, обеспечиваемая генератором анализатора легких масс, 14 Мгц, генератором анализатора средних масс 4,3 Мгц. В электронном блоке смонтированы общие для обоих анализаторов генератор пилообразного напряжения развертки масс-спектра, преобразователь питания с системой стабилизации входного напряжения и сдвоенный усилитель ионного тока. Генератор развертки может быть оборудован дополнительным удлинителем, с помощью которого время развертки масс-спектра увеличивается до 25 5 сек. [c.85]

Напряжение [/ подводится от источника электропитания — преобразователя электрической энергии промышленной частоты в энергию высокочастотных колебаний. Под действием высокочастотного напряжения в индукторе протекает переменный ток 1 , который создает электромагнитное поле в проводящих средах, каковыми являются загрузка и медный реактор. Электромагнитное поле по мере проникновения в толщу проводящих сред затухает, и энергия этого поля поглощается загрузкой и реактором. Соотношение мощности, выделяющейся в садке, и мощности электрических потерь в реакторе определяется выбором конструкции реактора. [c.379]

Прерыватель представляет собой управляемый преобразователь постоянного напряжения в биполярное напряжение. Для согласования сети с нагрузкой применяется высокочастотный трансформатор с выпрямителем. Применение инверторных схем целесообразно для частот от сотен герц до нескольких килогерц. В этом случае габаритные размеры и масса трансформатора значительно уменьшаются. [c.168]

Напряжения гетеродинов подаются на буферные каскады, а затем на преобразователь частоты. На выходе преобразователя включен фильтр нижних частот, задерживающий все высокочастотные составляющие, полученные после преобразования, и пропускающий спектр частот рабочего диапазона. Высокочастотное напряжение после фильтра усиливается широкополосным усилителем и поступает на выход к высокочастотным пластинам омегатрона (через кабель РК-50). Напряжение на выходе усилителя контролируется стрелочным индикатором. [c.202]

Генератор может найти применение для получения ультразвуковых колебании с помощью кварцевых излучателей, при высокочастотном титровании, в преобразователях для получения постоянного тока высокого напряжения. [c.159]

Питание светильников и инструментов при напряжении 36 В и ниже должно осуществляться через переносные понижающие трансформаторы (12—36 В), а в случае применения высокочастотного инструмента также через преобразователи частоты тока. [c.146]

В исходном положении начальный вес подвески за счет регулирования величины зазора уравновешивается силой взаимодействия F постоянных магнитов 4 и 12. При увеличении массы груза нижняя часть подвески опускается вниз, в результате чего крышка 9 изменяет добротность катушки S, включенной в колебательный контур высокочастотного генератора 17. Изменение частоты генератора А f вызывает появление на выходе промежуточного преобразователя 16 постоянного напряжения I7n. Это напряжение усиливается масштабным преобразователем /5 с цепями коррекции и подается в катушку 7 обратного преобразователя, возвращая нижнюю часть подвески в близкое к исходному положение равновесия. Усилие fon, пропорциональное приращению массы груза, передается на коромысло и регистрируется или по его отклонениям, или второй системой автоматического уравновешивания. [c.137]

В структуроскопах для контроля изделий из ферромагнитных материалов примешпот либо низкочастотные магнитные поля большой напряженности (в этом случае анализируемым сигналом является значение напряжения преобразователя), либо высокочастотные поля небольшой напряженности (сигналом в этих приборах являются амплитуда и фаза одной или нескольких гармоник преобразователя), также могут применяться двух- и многочастотные поля. [c.181]

Для решения задачи была разработана ультразвуковая система UltraSpe . В ней использовали контактный раздельно-совмещенный преобразователь, возбуждающий в ОК непрерывные колебания качающейся частоты. Увеличением напряжения возбуждающего излучающий преобразователь генератора с ростом частоты добивались практически плоской амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) системы в бездефектных зонах ОК. Так как высокие частоты спектра сильнее затухают и рассеиваются неоднородностями материала, наличие пористости и иных дефектов приводит к уменьшению в принятом сигнале высокочастотных со- [c.507]

Проверку электронной части можно осуществить электрическими методами комплексным путем. Дня этого необходимо на вход усилительного тракта сразу же после mo toboi o преобразователя через малую емкостную связь подать высокочастотный сигнал ( в нашем случав с частотой в 100 кП1), промодулированный импульсами определенной амплитудн и частотой повторения. Меняя аншли-туду импульсов, можно проверить значение напряжений начала и конца срабатывания каждого порогового элемента. [c.69]

Для фильтрации выпрямленного напряжения иногда используют Г-образные фильтры, состоящие из индуктивности и емкости. Питание цепи подмагничивания магнитострикционных преобразователей осуществляется от выпрямителя, который, как правило, выполняется по однофазной мостовой дву хполупер йодной или двухфазной однополуперйодной схеме питания через дроссель подмагничивания, который препятствует замыканию высокочастотной составляющей тока генератора через выпрямитель. Величина дросселя выбирается таким образом, чтобы его сопротивление на рабочей частоте в 20—30 раз превышало комплексное сопротивление магнитострикционного преобразователя. На входе трансформатора подмагничивания иногда ставят автотрансформатор, предназначенный для регулировки величины тока подмагничивания. Для грубой регулировки величины тока подмагничивания вторичную обмотку этого трансформатора можно сделать с отводами. [c.113]

В основу работы прибора АУ-1 положен принцип импульсной локации. Блок-схема прибора приведена на рис. 11-ГО. Мультивибратор синхронизируется напряжением 50 гц, подаваемым от сети, и генерирует импульсы прямоугольной формы, которые поступают на схему формирования и преобразуются в им пульсы с длительностью 3—5 миллисекунд Эти импульсы поступают на задающий гене ратор ударного возбуждения, выдающий па кеты высокочастотных колебаний частотой порядка 9—10 кгц, огибающая которых имеет прямоугольную форму. Эти колебания через фазоинверсный каскад подаются на выходной каскад, являющийся усилителем модулиро-ванньих колебаний. Выходной каскад подает на передающий электроакустический преобразователь датчика короткие радиоимпульсы, которые преобразуются в ультразвуковые. Ультразвуковой импульс, дойдя до границы раздела, о пражается и, попадая в приемный преобразователь, создает в катушке преобразователя электрический импульс. Этот импульс усиливается усилителем высокой частоты, детектируется и поступает на усилитель-ограничитель. Усилитель-ограничитель фор- [c.246]

В основу работы прибора АУ-1 положен принцип импульсной локации. Блок-схема прибора приведена на рис. 12-7. Мультивибратор синхронизируется напряжением 50 гц, подаваемым от сети, и генерирует импульсы прямоугольной формы, которые поступают на схему формирования и преобразуются в импульсы длительностью 3—5 мсек. Эти импульсы поступают на задающий генератор ударного возбуждения, выдающий пакеты высокочастотных колебаний с частотой порядка 9—10 кгц, огибающая которых имеет прямоугольную форму. Эти колебания через фазоинверсный каскад подаются на выходной каскад, являющийся усилителем модулированных колебаний. Выходной каскад подает на электроакустический преобразователь датчика короткие радиоимпульсы, которые преобразуются в ультразвуковые. Ультразвукофй импульс, дойдя до границы раздела, отражается [c.251]

При определении электроакустического к. п. д. преобразователя по частотным зависимостям потребляемой от генератора электрической мощности, если резонасная частота излучателя составляет 20 кгц, эти зависимости обычно измеряют в интервале 10—30 кгц. Для измерения мощности пользуются либо высокочастотным ваттметром, либо методом трех вольтметров. Измерения производят при постоянном отношении выходного напряжения генератора к частоте. Частотные зависимости имеют вид, представле нный на фиг. 107, где FAG—кривая для жидкости, FEG—кривая для воздуха. Касательная FG к спадам резонансных кривых представляет собой зависимость потерь мощности в излучателе от частоты. Вследствие механических колебаний излучателя к потерям мощности в излучателе добавляются потери электрической мощности, расходуемой на механические колебания. Эти потери максимальны при резонансе, когда амплитуда механических колебаний приобретает наибольшее значение. Отрезок ВС соответствует величине потерь электрической мощности Рэ.п, а отрезок АС — механической Р . Отрезок АВ=АС + ВС = Рм +Р . =Рэ. [c.175]

ВЧГ — высокочастотный генератор ВЧУС — усилитель высокой частоты ЗЧУС — усилитель звуковой частоты ФНЧ — фильтр нижних частот СФН — схема фиксации напряжения ЛСУ — логические схемы управления АЦП — аналого-цифровой Преобразователь ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь ВС — вентильные схемы ОЗУ — оперативное запоминающее устройство Л — сопротивление обратной связи [c.59]

Высокочастотные преобразователи напряжения для глубинных вибраторов

Для того чтобы купить качественный высокочастотный преобразователь напряжения по доступной стоимости, достаточно прогуляться по интерактивному каталогу нашей компании. Широкий ассортимент и доставка по Москве и Московской области выделяют нас среди конкурентов.

Несомненно, цена – один из основных критериев принятия решения при покупке. Стоимость преобразователей высокой частоты зависит от таких факторов, как:

число выходов;
мощность;
вес;
сила тока.

Не так сильно, но тоже влияют:

· страна, в которой создано устройство;
· его производитель.

Правила выбора высокочастотного преобразователя для глубинного вибратора

Необходимость преобразователя высокой частоты для глубинного вибратора обусловлена строительством объекта по монолитной технологии, при которой нужно уплотнить и, как следствие, улучшить свойства бетона.

Чтобы не допустить ошибку при покупке устройства, помните о следующих важных моментах:

1. Обращайте внимание на производителя и стоимость. Помните, что приобрести преобразователь высокой частоты для глубинного вибратора за копейки не удастся. Нашим интернет-магазином реализуется продукция от проверенных временем организаций, поэтому позвонив по указанному на сайте номеру телефона и оформив заказ на любую модель, вы не останетесь разочарованны.

2. Учитывайте тип глубинного вибратора. Он может быть пневматическим, электрическим и электромагнитным. Для электромагнитного нужен импульсный преобразователь.

Генераторный глубинный вибратор выполняет несколько функций. Одна из них состоит в понижении напряжения с 380/220 до 42 В и повышении частоты с 50 до 200 Гц. Благодаря этому к нему можно подключить не один, а до 5 глубинных вибраторов.

Электронный генераторный вибратор преобразовывает 50 Гц в 20 Гц. Для работы нужно 220 В. Чаще всего используется в заводских условиях. Подключается к шлангу с наконечником и имеет полностью герметичную конструкцию.

Достоинством глубинных вибраторов с преобразователем высокой частоты является то, что они очень легкие. Благодаря этому можно без особого труда выполнять работу на высоте или заливать колонны.

Получить боле подробную информацию, в том числе уточнить стоимость той или иной позиции каталога можно у менеджера по указанному на сайте номеру телефона. Звоните, будем рады ответить на все интересующие вопросы и начать сотрудничество!

Преобразователи напряжения | Каталог продукции компании БАСТИОН

Филиал №11 ДЕАН
(861) 372-88-46
www.dean.ru

Филиал ЭТМ
(86137) 6-36-20, 6-36-21
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(8512) 48-14-00 (многоканальный)
www.etm.ru

Системы видеонаблюдения, филиал
(3854) 25-59-30
www.sv22.ru

Филиал ЭТМ
(8162) 67-35-10, 67-35-15
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(4922) 54-04-99, 54-04-98
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(8172) 28-51-08,
28-51-06, 27-09-39
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(3412) 90-88-93,
90-88-94,
90-88-95
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(4842) 51-79-78,
51-79-72,
51-79-37,
52-81-39
www.etm.ru

Протэк
(996) 334-59-64
www.pro-tek.pro

Системы видеонаблюдения, филиал
(3842) 780-755
www.sv22.ru

Филиал ЭТМ
(3842) 31-58-78, 31-60-18, 31-66-06
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(4942) 49-40-92, 49-40-93
www.etm.ru

Техника безопасности ОП на Стасова
(861) 235-45-30, 233-98-66, 8-918-322-17-14
www.t-save.ru

Техника безопасности ОП на Промышленной
(861) 254-72-00, 8-918-016-72-31, 8-989-270-02-12
www.t-save.ru

ДЕАН ЮГ ОП На Достоевского
(861) 200-15-44, 200-15-48, 200-15-49
www.dean.ru

ДЕАН ЮГ ОП На Рашпилевской
(861) 201-52-52
www.dean.ru

ДЕАН ЮГ ОП На Леваневского
(861) 262-33-66, 262-28-00
www.dean.ru

ДЕАН ЮГ ОП На Мандариновой
(861) 201-52-53
www.dean.ru

Филиал ЛУИС+
(861) 273-99-03
www.luis-don.ru

Филиал ЭТМ
(861) 274-28-88 (многоканальный),
200-11-55
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(3843) 993-600, 993-041, 993-042
www.etm.ru

Арсенал Безопасности ГК
(3812) 466-901 , 466-902, 466-903, 466-904, 466-905
www.arsec.ru

ДЕАН СИБИРЬ
(3812) 91-37-96, 91-37-97
www.dean.ru

СТБ
(3812) 51-40-04, 53-40-40
www.stb-omsk.ru

Филиал Ганимед СБ
(3812) 79-01-77
+7-913-673-99-01
www.ganimedsb.ru

Филиал ЭТМ
(3812) 60-30-81
www.etm.ru

КомплектСтройСервис
(4912) 24-92-14
(4912) 24-92-15
www.kssr.ru

Филиал ЭТМ
(4912) 30-78-53,
30-78-54,
30-78-55,
29-31-70
www.etm.ru

Филиал Бастион
(8692) 54-07-74
+7-978-749-02-41
www.bastion24.com

Филиал Грумант Корпорация
(8692) 540-060, МТС Россия: +7 978 744 3859
www.grumant.ru

Бастион
(365) 512-514
+7-978-755-44-25
www.bastion24.com

Охранные системы
(365) 251-04-78
(365) 251-14-78
+7 (978) 824-22-38

Филиал Защита СБ
(4725) 42-02-31
www.zassb.ru

Филиал ЭТМ
(4725) 42-25-13, 42-62-51
www.etm.ru

Филиал ЦСБ
(8452) 65-03-50, 8-800-100-81-98
www.centrsb.ru

Филиал ЭТМ
(4752) 53-70-07,
53-70-00
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(4872) 22-24-25,
22-24-26,
22-26-71
www.etm.ru

Центр Систем Безопасности
(3452) 500-067, 48-46-46, 41-52-55
www.csb72.ru

Филиал ДЕАН
(3452) 63-83-98, 63-83-99
www.dean.ru

Филиал ЛУИС+
(3452) 63-81-83
(3452) 48-95-35
www.luis.ru

Филиал РАДИАН
(3452) 63-31-85, 63-31-86
www.radiantd.ru

Филиал ЭТМ
(3452) 65-02-02
(3452) 79-66-60 (61/63)
(3452) 65-01-01
www.etm.ru

Востокспецсистема
(4212) 67-42-42
www.vssdv.ru

КОМЭН
(4212) 75-52-53, 75-52-54, 60-32-35
www.koman.ru

ТД «Планета Безопасности»
(4212) 74-62-12, 20-40-06, 74-85-11
www.planeta-b.ru

Филиал Хранитель
(4212) 21-70-82, 21-30-50, 24-96-56
www.hranitel-dv.ru

Филиал ЭТМ
(8202) 49-00-33, 49-00-39
www.etm.ru

АИСТ
+7 (4852) 45-10-78
+7 (4852) 45-10-73
www.aist76.ru

Филиал ЭТМ
(4852) 55-15-15,
55-57-94,
55-31-84,
55-33-84
www.etm.ru

Квазирезонансный высокочастотный преобразователь напряжения — PatentDB.ru

Квазирезонансный высокочастотный преобразователь напряжения

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в автономных системах электроснабжения, в частности во вторичных источниках питания с бестрансформаторным выходом. Преобразователь напряжения содержит ключевой элемент в цепи из последовательно соединенной резонансной катушки индуктивности, один вывод которой присоединен к выходу ключевого элемента, а другой — к потенциальной обкладке конденсатора резонансного контура, присоединенной к катоду обратносмещенного рекуперативного диода и выводу катушки индуктивности выходного фильтра, другой вывод которой соединен с потенциальной обкладкой конденсатора выходного фильтра, а анод рекуперативного диода и другие обкладки конденсаторов резонансного контура и выходного фильтра объединены и присоединены к общей шине преобразователя. Вход преобразователя напряжения подключен к первичному источнику электроэнергии (ПИЭ), а выход — к сопротивлению нагрузки (Rн). Новым в устройстве является то, что ключевой элемент выполнен в виде двух встречно-последовательно соединенных силовых МОП-транзисторов таким образом, что их общей точкой являются истоки, а управляющий сигнал подается между общей точкой и соединенными между собой затворами. Технический результат: повышение КПД и удельной мощности. 2 ил.

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в автономных системах электроснабжения, в частности во вторичных источниках питания с бестрансформаторным выходом.

Известны устройства аналогичного назначения — преобразователи напряжения (ПН) с прямоугольной формой напряжения и тока [Дьяконов В.П., Максимчук А.А. и др. Энциклопедия устройств на полевых транзисторах. М.: СОЛОН — Р. 2002. с.512., Switched-Mode Power Supply Design Manual VeriBest, inc. The EDA Systems Company] к недостаткам которых следует отнести: невозможность улучшения энергетических характеристик без повышения быстродействия ключевых элементов (КЭ), уменьшения падения напряжения на КЭ в открытом состоянии. Такая тенденция усиливает влияние паразитных реактивных составляющих реальной схемы, т.е. с увеличением скорости изменения напряжения на коллекторе (стоке) КЭ возрастает амплитуда сигнала на высших гармониках, частоты которых могут совпадать с собственными частотами резонансных контуров, образованных паразитными элементами схемы, что приводит к увеличению высокочастотных помех, наложенных на выходное напряжение преобразователя.

Из известных устройств наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является квазирезонансный ПН [R.W.Erickson Fundamentals of Power Electronics First Edition New York: Chapman and Hall, May 1997. 791 pages, 929 line illustrations.] и принятый за прототип. Этот ПН содержит КЭ, реализованный на одном силовом полевом транзисторе, включенном последовательно между первичным источником электроэнергии (ПИЭ) и цепью, содержащей последовательно включенные: проходной диод, резонансный контур (РК), содержащий резонансную катушку индуктивности Lp, один из выводов которой подключен к катоду проходного диода, а другой вывод к резонансному конденсатору Ср, параллельно которому включен обратносмещенный рекуперативный диод, к катоду которого подключен выходной LфСф-фильтр.

Основным недостатком указанного прототипа является наличие в цепи КЭ проходного диода, и как следствие увеличение потерь мощности и ограничение частоты коммутации. Наличие проходного диода обосновано тем что, он предотвращает обратный ток через паразитный диод силового МОП-транзистора, который может быть вызван продолжающимся резонансным процессом. Тем самым предотвращается возврат энергии, накопленной в резонансном контуре обратно в ПИЭ. Общим недостатком мощных быстродействующих диодов является относительно большее время обратного восстановления, в течение которого он работает как конденсатор, а также существенное прямое падение напряжение нелинейно зависящее от тока и температуры.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, — снижение потерь в КЭ при одновременном повышении частоты коммутации, за счет чего повышается КПД и увеличивается удельная мощность.

Поставленная задача решается тем, что квазирезонансный высокочастотный преобразователь напряжения (КВПН) содержит ключевой элемент в цепи из последовательно соединенной резонансной катушки индуктивности, один вывод которой присоединен к выходу ключевого элемента, а другой — к потенциальной обкладке конденсатора резонансного контура, присоединенной к катоду обратносмещенного рекуперативного диода и выводу катушки индуктивности выходного фильтра, другой вывод которой соединен с потенциальной обкладкой конденсатора выходного фильтра, а анод рекуперативного диода и другие обкладки конденсаторов резонансного контура и выходного фильтра объединены и присоединены к общей шине преобразователя. Вход преобразователя напряжения подключен к первичному источнику электроэнергии (ПИЭ), а выход — к сопротивлению нагрузки (Rн). Новым в устройстве является то, что ключевой элемент выполнен в виде двух встречно-последовательно соединенных силовых МОП-транзисторов таким образом, что их общей точкой являются истоки, а управляющий сигнал подается между общей точкой и соединенными между собой затворами.

На фиг.1 приведена схема заявляемого устройства.

На фиг.2 — временные диаграммы работы заявляемого устройства.

Заявляемое устройство состоит из блока управления 1, выход которого подключен ко входу ключевого элемента 2, состоящего из двух встречно-последовательно соединенных силовых МОП-транзисторов VT1, VT2 таким образом, что паразитные диоды VD1, VD2 оказываются также встречновключенными, а их аноды соединены с общей точкой. Катод диода VD1 присоединен к потенциальной шине первичного источника электроэнергии 3, катод диода VD2 подключен к одному из выводов резонансной катушки индуктивности Lp 4, другой вывод которой присоединен к потенциальной обкладке резонансного конденсатора Ср 5. Параллельно Ср 5 включен обратносмещенный рекуперативный диод 6, к катоду которого подключен один из выводов катушки индуктивности выходного фильтра Lф 7, а к другому выводу Lф 7 — потенциальная обкладка конденсатора выходного фильтра Сф 8. Параллельно конденсатору Сф 8 подключено сопротивление нагрузки Rн 9. Анод рекуперативного диода 6 и другие обкладки конденсаторов резонансного контура Ср 5 и выходного фильтра Сф 8 объединены и присоединены к общей шине преобразователя.

Первоначально транзисторы VT1, VT2 закрыты. Выходной ток течет за счет энергии, запасенной в катушке индуктивности выходного фильтра 7. В некоторый момент времени, определяемый устройством управления 1, КЭ 2 открывается. Колебательный контур, образованный резонансной катушкой индуктивности Lp 4 и конденсатором Ср 5, начинает получать энергию от ПИЭ 3. Заряд конденсатора Ср 5 и последующий его разряд будут происходить по закону, близкому к синусоидальному, с частотой, равной резонансной частоте контура LpCp 4,5. Одновременно ток в катушке индуктивности Lp 4 также будет изменяться по синусоидальному закону — вначале увеличиваться, затем уменьшаться. Когда этот ток уменьшиться до нуля КЭ 2 запирается. При этом встречно-последовательно включенные диоды VD1, VD2 предотвращают обратный ток, который мог быть вызван продолжающимся резонансным процессом.

Когда ток в катушке индуктивности Lp 4 становится равным нулю, выходной ток течет через катушку индуктивности выходного фильтра Lф 7 и конденсатор Ср 5, который быстро разряжается. Как только он разрядится до нуля, открывается диод 6. На этом один резонансный цикл заканчивается.

При поступлении сигнала на затворы силовых МОП-транзисторов происходит их отпирание, где скважность и частота коммутации определяется известным законом управления [L. К. Wong, Frank H. Leung, Peter К. S. Tarn. A Simple Large-Signal Nonlinear Modeling Approach for Fast Simulation of Zero-Current-Switch Quasi-Resonant Converters. IEEE Trans. Power Electron., vol.12, №. 3, p.437-442, may 1997, J. Abu-Qahouq and I. Batarseh, Unified Steady-State Analysis of Soft-Switching DC-DC Converters, IEEE Trans. Power Electron., vol.17, №. 5, pp.684-691, sep. 2002] меандр на выходе блока управления 1 Uynp(t) на фиг.2, ток в Lp 4 I(t), a напряжение на Ср 5 U(t).

Снижение потерь в заявляемом КВПН, в отличие от прототипа, у которого КЭ выполнен на одном силовом транзисторе и включенном с ним последовательно проходном диоде, достигается выполнением КЭ в виде дух встречно-последовательно соединенных силовых МОП-транзисторов, имеющих, по сравнению с проходным диодом, как большое быстродействие, так и меньшее падение напряжения. В этом случае требования к быстродействию КЭ могут быть понижены, что позволяет применить пару МОП-транзисторов с минимальным сопротивлением открытого канала при допустимом напряжении сток-исток, за счет чего снижаются потери и достигается высокий КПД при высокой удельной мощности.

Квазирезонансный высокочастотный преобразователь напряжения, содержащий ключевой элемент в цепи из последовательно соединенной резонансной катушки индуктивности, один вывод которой присоединен к выходу ключевого элемента, а другой — к потенциальной обкладке конденсатора резонансного контура, присоединенной к катоду обратно смещенного рекуперативного диода и выводу катушки индуктивности выходного фильтра, другой вывод которой соединен с потенциальной обкладкой конденсатора выходного фильтра, а анод рекуперативного диода и другие обкладки конденсаторов резонансного контура и выходного фильтра объединены и присоединены к общей шине преобразователя, отличающийся тем, что ключевой элемент выполнен в виде двух встречно-последовательно соединенных силовых МОП-транзисторов таким образом, что их общей точкой являются истоки, а управляющий сигнал подается между общей точкой и соединенными между собой затворами.

Преобразователь частоты: описание и применение

Преобразователь частоты: вся информация об устройстве

Оглавление

Физическая основа преобразователей частоты.

Конструкция и принцип работы преобразователей частоты.

Выпрямитель.

Промежуточная цепь.

Инвертор.

Типы управления частотным преобразователем.

Интерфейсы частотных преобразователей.

ГОСТы и ТУ для частотных преобразователей.

Преимущества использования частотных преобразователей.

Недостатки преобразователей частоты.

Назначение и область применения частотных преобразователей.

Как выбрать частотный преобразователь?

Как осуществляется подключение преобразователя частоты?

Техника безопасности при подключении преобразователя частоты.

Преобразователь частоты – это статическое преобразовательное устройство, которое предназначено для регулировки частоты электрического тока. Преимущественно он используется для управления скоростью вращения двигателей асинхронного типа и позволяет повысить эффективность их работы, а также снизить изнашиваемость узлов.

Теоретические основы по работе преобразователей частоты были изложены еще в 30-х годах 20 столетия, но на тот период из-за отсутствия транзисторов и микропроцессоров практическая их реализация была невозможной. Только, когда в США, Европе и Японии были разработаны недостающие компоненты, начали появляться первые вариации частотных преобразователей. С тех пор они претерпели существенных технологических изменений, но принцип их работы до сих пор строится на одних и тех же физических законах.

Работа преобразователей частоты строится на следующей формуле:

Из данного выражения сразу становится ясно, что при изменении частоты входного напряжения, которое в формуле обозначено, как f1, будет меняться и угловая скорость магнитного поля статора, которая определяет и скорость вращения самого статора. Такой эффект может быть достигнут только в случае, если величина p (количество пар полюсов) будет оставаться неизменной.

Что же это дает нам? Во-первых, возможность плавного регулирования скорости вращения. Особенно актуально это на пиковых нагрузках при запуске. Во-вторых, такая зависимость позволяет повысить скольжение двигателя асинхронного типа, увеличив его КПД.

Стоит также отметить, что такие характеристики, как коэффициент мощности, КПД, коэффициент перегрузочной способности принимают высокие значения именно при одновременном регулировании частоты и напряжения тока. Закономерности изменения этих параметров напрямую зависят от нагрузочного момента, который может принимать следующий характер:

Постоянный. При таком характере нагрузочного момента напряжение на статоре будет прямо пропорционально зависеть от частоты:

Вентиляторный. В данном случае напряжение будет пропорционально частоте в квадрате:

Обратно пропорциональный. В данном случае формула будет иметь следующий вид:

Вышеописанные выкладки подтверждают, что при одновременной регулировке частоты и напряжения с помощью частотного преобразователя можно обеспечить плавное и равномерное изменение скорости вращения вала.

Если рассматривать общую конструкцию преобразователей частоты, то в ней стоит выделить два основных блока компонентов:

Управления.
Электропреобразований.

Первый блок обычно представлен микропроцессором, который воспринимает команды от внешних систем управления и интерфейсов и передает непосредственно на электропреобразовательные элементы.

Блок электропреобразований является основным рабочим механизмом всей системы. Именно он отвечает за прием входного тока и преобразование его параметров до нужных значений, установленных оператором через управляющий блок. В состав данного блока входят следующие элементы:

Выпрямитель.
Промежуточная цепь.
Инвертор.

Поговорим о каждом более подробно.

Данный компонент предназначен для формирования пульсирующего напряжения в одно- или трехфазных сетях переменного тока. Выпрямители обычно строятся либо на диодах, либо на тиристорах. В первом случае они считаются неуправляемыми, а во втором управляемыми.

Неуправляемые выпрямители. В их конструкции используется две группы диодов, которые подсоединены к различным клеммам и проводят различные напряжения – положительное и отрицательное. В конечном счете выходное напряжение равняется разности напряжений на этих группах диодов и в математическом выражении имеет следующее значение: 1,35*входное напряжение сети.
Управляемые выпрямители. В конструкции таких выпрямителей вместо диодов используются тиристоры. На них может подаваться входящий сигнал a, который стимулирует задержку тока, выражаемую в градусах. В случаях, когда значение данного параметра колеблется в пределах 0-90 градусов, тиристоры играют роль выпрямителей, а когда в 90-300 градусов – инвертора. Выходное значение постоянного напряжения составляет: 1,35* входное напряжение сети*cos α.

Промежуточная цепь выполняет роль своеобразного хранилища, из которого электродвигатель получает энергию через инвертор. В зависимости от комбинации инвертора и выпрямителя промежуточная цепь может иметь одну из следующих формаций:

Инвертор-источник питания. В данном случае промежуточная цепь имеет в составе мощную индуктивную катушку, которая преобразует напряжение выпрямителя в изменяющийся постоянный ток. Само напряжение двигателя определяется по нагрузке. Такой тип цепей может работать только с управляемыми выпрямителями.
Инверторы — источники напряжения. В данном случае в промежуточной цепи используется фильтр, в состав которого входит конденсатор. Он сглаживает напряжение, поступающее от выпрямителя. Такие цепи способны работать с любыми типами выпрямителей.
Цепь изменяющегося постоянного напряжения. В данном случае перед фильтром устанавливается прерыватель, в котором имеется транзисторы, выключающий и включающий подачу напряжения от выпрямителя. В данном случае фильтр обеспечивает сглаживает прямоугольные напряжения после прерывателя, а также поддерживает постоянное напряжение на заданной частоте.

Инвертор является последним звеном в частотном преобразователе перед самим электродвигателем. Именно он окончательно преобразует напряжение в нужный для работы вид. Вследствие вышеописанных преобразований, происходящих на выпрямителе и промежуточной цепи, инвертор получает:

Постоянный ток изменяющегося характера.
Изменяющееся или неизменное напряжение постоянного тока.

Собственно, сам инвертор и обеспечивает подачу напряжения необходимой частоты. Если на него поступает изменяемое напряжение или ток, то он создает только нужную частоту. Если же неизменяемое, то он создают и нужную частоту, и нужное напряжение.

Обычно в конструкции инверторов используются высокочастотные транзисторы, частота коммутации которых находится в диапазоне от 300 до 20 кГц.

Существует два основным метода управления электродвигателями с использованием частотных преобразователей:

Скалярный.
Векторный.

Асинхронные системы управления на сегодняшний день считаются самыми распространенными. Они используются в приводах вентиляторов, насосов, компрессоров и т.д. Главный принцип, который лежит в основе скалярного управления, состоит в изменении частоты и амплитуды напряжения по закону U/fⁿ = const, где n всегда больше 1. Соответственно, меняя напряжение U, мы изменяем и частоту f в степени n. При этом степенное значение определяется в зависимости от особенностей самого частотного преобразователя и его назначения.

Сама методика скалярного управления достаточно проста с точки зрения ее технической реализации, но при этом имеет два существенных недостатка. Первый заключается в том, что без дополнительного датчика скорости вы не сможете регулировать скорость вала, ведь она напрямую зависит от нагрузки. Данную проблему можно решить простым приобретение датчика.

Но существует еще один недостаток – невозможность регулировки момента. Казалось бы, данная проблема тоже решается покупкой датчика момента. Но он достаточно дорог, да и само управление получится весьма спорным. К тому же, совместно управлять и скоростью и моментом при скалярном типе управления невозможно.

Векторный тип управления подразумевает, что в саму систему закладывается математическая модель работы электродвигателя, что позволяет на программном уровне по входным параметрам рассчитывать и скорость, и момент. При этом обязательно только наличие датчика, который будет снимать показатели тока фаз статора.

Существует два класса векторных систем управления:

Без датчиков скорости.
С датчиками скорости.

Их использование в тех или иных случаях определяется в зависимости от условий эксплуатации двигателя. Если диапазон изменения скорости вращения вала не превышает 1:100, а требования по точности не более 0,5%, то отлично подойдет система без датчиков.

Если же диапазон изменения скорости составляет 1:1000, а требования по точности установлены на уровне до 0,02%, то лучше использовать системы управления с датчиками.

Стоит отметить, что у векторного управления также есть свои недостатки. Например, для их настройки требуются большие вычислительные мощности и знание рабочих параметров двигателей. Кроме того, векторное управление не может использоваться там, где в преобразователю частот подключено сразу несколько рабочих агрегатов – там целесообразно применять скалярные системы.

В конструкции большинства современных частотных преобразователей имеется целый набор различных интерфейсов, через которые можно осуществлять подключение стороннего оборудования или синхронизировать несколько частотников. Рассмотрим основные входы и выходы, используемые в подобных устройствах:

Аналоговый вход. Данный интерфейс служит для приема стандартного аналогового сигнала производственного диапазона, который располагается в пределах от 0(4) до 20мА или от 0 до 10В. Через него можно осуществлять регулировку работы частотного преобразователя. Например, минимальная величина аналогового сигнала может сигнализировать устройству о том, что выходная частота, поступающая на двигатель, должна иметь свое минимальное значение и наоборот – максимальная должна соответствовать максимальной.
Аналоговый выход. Данный выход по своему функционалу аналогичен входу. Только в этом случае он передает информацию о частоте, поступающей на двигатель, через аналоговый сигнал определенной величины, что позволяет контролировать режим работы.
Дискретный вход. Данный вход способен принимать скачкообразные сигналы. Как и аналоговый вход, он способен изменять параметры. Например, минимальный сигнал может соответствовать мгновенной минимальной выходной частоте преобразователи, а максимальный – максимальной выходной частоте.
Дискретный выход. Данный выход позволяет выполнять аналогичные входу операции только в обратном порядке.
RS-485. Данный интерфейс является полноценным входом, который позволяет в полной мере взаимодействовать с преобразователем частот, например, через компьютер. С его использованием можно настраивать рабочие параметры оборудования, отслеживать его состояние и т.д. В интерфейсе RS-485 используется особенный дифференциальный сигнал, который позволяет проводить линии длиной до 120 метров. Таким образом, можно установить преобразователь частот на производственном участке, а управление им осуществлять в командной рубке, удаленной от рабочего пространства.

Кроме того, в частотных преобразователях могут использоваться и другие интерфейсы. Все зависит от конкретной модели устройства и его производителя.

Собственно, как и любые технические средства, используемые на производственных предприятиях и в оборудовании, частотные преобразователи и требования к ним регламентируются определенной технической базой, а именно следующими документами:

Правила устройства электроустановок 7-е издание.
ГОСТ 24607-88 Преобразователи частоты.
ГОСТ 13109-97 Совместимость технических средств электромагнитная.
ГОСТ Р 51137-98 Электроприводы регулируемые асинхронные.
ФЗ 261 Федеральный закон об энергосбережении и энергоэффективности.
ТР ТС 00_2011 Электромагнитная совместимость технических средств.
ГОСТ26284-84 — Преобразователи электроэнергии полупроводниковые. Условные обозначения.
ГОСТ23414-84 — Преобразователи электроэнергии полупроводниковые. Термины и определения.
ГОСТ 4.139-85 Система показателей качества продукции. Преобразователи электроэнергии полупроводниковые. Номенклатура показателей.

В соответствии с описанными в этих документах требованиями должен осуществлять выбор конкретной модели устройства, а также ее установка и отладка.

Частотные преобразователи нашли широкое применение в самых различных производственных нишах и оборудовании. Столь высокий спрос на подобные устройства обусловлен следующими преимуществами их использования:

Уменьшение тока запуска. В случае запуска электродвигателя с помощью прямых пускателей наблюдается резкое увеличение тока, значения которого превышают номинальное в 7-15 раз. Это негативно сказывается на электропривод и может привести к пробою изоляции, выгоранию контактов и ряду других негативных последствий. Кроме того, такой способ запуска оказывает влияние и на механические компоненты системы. В момент пуска рабочие узлы двигателя подвергаются высоким нагрузкам, что приводит к их более быстрому износу. Благодаря частотным преобразователям можно существенно снизить пусковые нагрузки на электродвигатель, продлив срок его безремонтной эксплуатации.
Экономичность. Как правило, двигатели, поддерживающие работу вентиляционных и насосных систем, всегда работают на одной и той же частоте, а регулировка давления и других рабочих показателей осуществляется с помощью арматуры (шиберы, заслонки и т.д.). Это приводит к нерациональному расходованию электроэнергии. В случае использования преобразователей частот можно осуществлять настройку рабочих параметров системы за счет корректировки интенсивности работы двигателя. Это дает возможность более рационально расходовать его ресурсы.
Повышенная адаптивность. При использовании частотных преобразователей можно конструировать автоматизированные системы, которые по установленным алгоритмам будут корректировать работу оборудования. Это снижает трудозатраты производственных процессов и позволяет сделать их более точными за счет исключения человеческого фактора.
Ремонтопригодность. В случае поломки преобразователя частот вы можете отдать его в мастерскую, где мастер заменит вышедшие из строя детали. Правда, это касается только электропреобразующего блока – с блоками управления все намного сложнее и они более требовательны с точки зрения восстановления.

Частотные преобразователи являются оптимальным решением для организации самых различных производственных процессов и отладки рабочего оборудования, на базе которого используются электромоторы.

Частотные преобразователи также имеют и свои недостатки. К ним следует отнести:

Дороговизна. Частотные преобразователи являются самым дорогим преобразовательным оборудованием. Правда, данный недостаток весьма относителен с учетом того, что такие устройства позволяют продлить срок эксплуатации электродвигателей, а также увеличить срок их безремонтной эксплуатации.
Ограниченность. Далеко не все старые электродвигатели способны работать в связке с частотным преобразователем. Даже, если это возможно с технической точки зрения, то эксплуатационного ресурса устаревших моделей может просто не хватить на постоянные скачки частоты и скорости вращения вала.
Сложность настройки и подключения. Преобразователь частот достаточно сложно установить самостоятельно, поэтому для выполнения подобных работ часто приходится привлекать сторонних специалистов, а это в свою очередь влечет определенные финансовые затраты.

Если сопоставить недостатки и преимущества частотных преобразователей, то они, все равно, выглядят более эффективными даже на фоне других преобразовательных устройств. Именно это и делает их особенно популярными в производственных отраслях, где они используются практически повсеместно.

Частотные преобразователи уже много лет используются в строительстве электромеханических устройств и агрегатов. Они позволяют модулировать частоту тока, что в свою очередь делает возможной точную регулировку скорости вращения двигателя. На сегодняшний день частотники используются во многих отраслях деятельности. Мы рассмотрим лишь некоторые из них:

Пищевая промышленность. Частотные преобразователи часто используются для регулировки работы фасовочных линий. Они позволяют настроить скорость подачи продукта и движения ленты в соответствии с пропускной способностью самого упаковочного станка. Кроме того, их часто используют в крупных миксерных агрегатах, вентиляционных системах и т.д.
Механизация производственного оборудования. Без преобразователей частоты не обходятся конвейерные ленты, покрасочные и моющие станки, прессы, штамповочное оборудование и т.д. Такие устройства позволяют контролировать скорость рабочих процессов, снижая вероятность повреждения продукции и повышая качество конечного результата.
Медицина. Относительно любого медицинского оборудования всегда устанавливаются самые высокие технические требования, добиться соответствия которым невозможно без использования управляемых электродвигателей в связке с частотником. Они устанавливаются в различных системах жизнеобеспечения, подъемных механизмах кроватей и т.д.
Подъемно-транспортное обеспечение. Лифты, подъемные краны, подъемники – все эти средства уже давно используют преобразователи частоты. Они позволяют точно контролировать скорость выполнения различных операций, а также продлевать срок безремонтной эксплуатации оборудования.

Перечислять области применения частотных преобразователей можно бесконечно, ведь их можно использовать в любом оборудовании, использующем электродвигатели.

Следует выделить несколько основных параметров, на которые нужно обращать внимание при выборе частотного преобразователя:

Мощность. Данный параметр частотного преобразователя должен соответствовать мощности двигателя, с которым он будет использоваться. Следует выбирать устройство, мощность которого будет соответствовать номинальному току. Покупать частотный преобразователь с очень завышенными характеристиками попросту бессмысленно, ведь он обойдется намного дороже, да и с наладкой могут возникнуть проблемы.
Тип нагрузки. Тут все зависит от того, как осуществляется работа агрегата, к которому будет подключен частотный преобразователь. Например, при вентиляторных нагрузках не бывает перегрузок, а в случае с работой пресса – ток может превышать номинальные значения на 60 и более процентов. Соответственно, необходимо учитывать это при выборе и оставлять определенный запас «хода».
Тип охлаждения двигателя. Двигатели могут оснащаться принудительными системами охлаждения либо иметь самообдув. Во втором случае к крыльчатке ротора прикрепляются специальные лопасти, которые вращаются вместе с ним и обдувают двигатель. Соответственно, нормальная степень обдува в данном случае напрямую зависит от частоты вращения. Если двигатель продолжительное время будет работать на пониженной частоте, то это может привести к перегреву. Соответственно, лучше позаботиться о дополнительном охлаждении, если изменение частоты будет больше 10% от номинального значения.
Входное напряжение. Данный показатель определяет, при каком напряжении способен работать преобразователь частот. Тут мало знать, что в сети напряжение обычно составляет около 380 В. Часто происходят скачки в диапазоне +-30%. Кроме того, в сетях, куда подключено большое количество силового оборудования, часто случаются выбросы в 1 кВ. Соответственно, чем шире диапазон рабочих напряжений у преобразователя частот, тем надежнее он будет работать.
Способ торможения. Остановка двигателя может осуществляться либо инверторным мостом, либо электродинамическим способом. Первый метод больше подходит для точного и быстрого торможения, а второй – в механизмах с частым торможением либо при необходимости постепенной остановки. На это обязательно следует обратить внимание.
Окружающая среда и защита. Обычно в паспорте преобразователя частоты указаны условия, при которых должно использоваться устройство. Например, влагозащищенные модели соответствуют стандарту IP 54 – они устойчивы к воздействию влаги и могут использоваться в помещениях с паровыми испарениями и повышенной влажностью.
Тип управления и интерфейсы. Обязательно необходимо обратить внимание на наличие подходящих для подключения разъемов, а также возможностей правления – некоторые модели предназначены для монтажа на месте, а другие – в отдельной рубке управления.

Если вы никогда не работали с преобразователями частоты, лучше обратиться за консультацией к специалисту.

Если рассмотреть монтаж преобразователя частоты схематически, то вес процесс сводиться к соединению контактов самого устройства, электродвигателя и управляющего блока-предохранителя. Достаточно соединить провода всех элементом, подключить двигатель к сети и запустить его.

На первый взгляд, ничего сложного в этом нет, но, на самом деле, процедура монтажа имеет некоторые свои нюансы:

Очень важно, чтобы в цепи между самим частотником и источником питания был установлен предохранитель. Он позволит своевременно отключать устройства в случае перепадов напряжения, сохраняя их работоспособность. Примечательно, что при подключении к трехфазной сети, необходимо, чтобы сам предохранитель также был трехфазным, но имел общий рычаг для отключения. Это даст возможность отключать питание сразу на всех фазах даже, если только на одной случилось короткое замыкание или перегрузка. Если преобразователь подключается к однофазной сети, то и предохранитель должен быть однофазным. В данном случае при расчетах необходимо учитывать ток только одной фазы, но умноженный на 3. Всегда стоит помнить, что в инструкции практически к любому преобразователю указаны требования и нормы по его установке. С ними необходимо ознакомиться еще до начала работ.
Фазовые выходы частотного преобразователя подключаются к контактам самого электродвигателя. При этом в зависимости от напряжения частотника обмотки двигателя могут иметь формацию «звезда» или «треугольник». Обычно на корпусе двигателя указано два значения напряжения. Если частотник соответствует меньшему, то обмотки соединяются «звездой», если большему – «треугольником». Вся эта информация обычно пропечатывается в инструкции.
В комплекте практически с каждым преобразователем частоты прилагается выносной пульт управления. Он не является обязательным элементов цепи, ведь на самом устройстве также есть свои элементы управления, но позволяют существенно упростить работу с оборудованием. Пульт можно монтировать на любом расстоянии от частотника. Обычно делается это следующим образом: преобразователи частоты, которые имеют низкую степень защиты располагаются подальше от двигателя, а сам пульт выносится непосредственно к рабочему месту около оборудования.

Не менее важным этапом установки частотного преобразователя является его тестовый запуск. Он осуществляет по следующей схеме:

После подключения всех элементов системы (предохранитель, панель управления, частотник, двигатель) необходимо перевести рукоять на пульте управления в активное положение на несколько градусов.
Тумблеры предохранителя переключить в положение «ВКЛ». После этого на частотном преобразователи должны загореться световые индикаторы, которые будут сигнализировать, что оборудование подключено правильно, а двигатель должен начать медленно вращаться.
Если вал двигателя начал вращаться в другу от нужной сторону, необходимо перепрограммировать сам частотный преобразователь на реверсное движение. Практически все современные устройства поддерживают такую функцию.
Постепенно передвигайте рукоять управления и следите за работой двигателя – частота вращения вала должна расти по мере того, как вы передвигаете рукоять.

Если при тестовом запуске никаких проблем обнаружено не было, значит, вы сделали все правильно и система может включаться в рабочий процесс.

Следует выделить несколько основных правил безопасности, о которых нужно помнить при выполнении работ по подключению частотных преобразователей:

Категорически запрещается касаться любой частью тела к токоведущим элементам цепи. Это может нанести ущерб вашему здоровью или даже лишить жизни. Перед началом работ рекомендуется полностью обесточить оборудование и использовать специальные электромонтажные инструменты с защитой от ударов током.
Стоит помнить, что даже после угасания индикаторов на устройстве в цепи может оставаться напряжение. Чтобы избежать ударов током при работе с системами до 7 кВт необходимо выждать 5 минут до начала работ, с агрегатами свыше 7 кВт – 15 минут. Этого времени должно хватить, чтобы все конденсаторы в цепи разрядились.
Заземление является неотъемлемой частью любой электрической цепи, включая цепь частотный преобразователь-двигатель. Оно должно устанавливаться в виде отдельного кабеля и ни в коем случае не может присоединяться к нулевой шине.
Стоит помнить, что отключения частотного преобразователя не гарантирует, что в других узлах сети не осталось напряжения, поэтому перед ремонтом или обслуживанием необходимо полностью отключить цепь от сети.

Выполнять работы по подключению преобразователей частоты могут только квалифицированные специалисты, имеющие соответствующую подготовку, а также необходимые допуски.

ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СЕРИИ ПВС

Назначение

Электромашинные преобразователи частоты серии ПВС предназначены для преобразования трехфазного переменного тока частоты 50 Гц в трехфазный переменный ток повышенной частоты. Преобразователи ПВС могут использоваться в качестве источников питания высокоскоростных электрошпинделей шлифовальных станков и других потребителей.

Обозначение

ПВСХХУЗ:

П — преобразователь

В — высокочастотный

С — для станкостроения

Х — выходная мощность, кВт

Х — выходная частота, Гц

УЗ — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150 — 69

Конструкция

В состав преобразователя входят:

а) машинный агрегат вертикального исполнения, состоящий из приводного встраиваемого асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и синхронного генератора, выполненных на одном валу в составном корпусе;

б) регулятор напряжения, выполненный в виде отдельного блока.

Изоляция обмоток преобразователя выполняется не ниже класса В по ГОСТ 8865 — 87.

Технические характеристики

Номинальный режим работы преобразователей S1 по ГОСТ 183 — 74. Основные параметры преобразователей следующие:

Напряжение питающей сети: 380 или 220 В;

Мощность на выходе: 8 и 16 кВт;

Напряжение генератора: 220 В;

Синхронная частота на выходе: 300, 400, 600, 800 Гц;

Синхронная частота вращения: 3000 об/мин.;

Коэффициент мощности: 0,8.

Частота на выходе преобразователя при изменении напряжения питающей сети в пределах от -5 до ±10% от номинального при частоте сети 50 Гц и при изменении нагрузки от 0 до 100% находится в пределах 0,95 — 1,0 от синхронной частоты.

Выходное напряжение преобразователей при изменениях напряжения питающей сети от -5 до ±10% и изменении нагрузки от 0 до 100% номинальной обеспечивается с точностью ±5% от номинального значения. Генератор преобразователя выдерживает перегрузку по току на 50% сверх номинальной в течение 1 мин и на 300% в течении 5 с. Коэффициент искажения синусоидальности кривой выходного напряжения на холостом ходу не превышает 10%.

Более подробная информация о преобразователях содержится в ТУ 16 — 516.183 — 78.

Условия эксплуатации

Температура окружающего воздуха от 5 до 40 ?С, относительная влажность окружающего воздуха не более 80 % при температуре 20 ?С и не более 50% при температуре 40 ?С. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Преобразователи должны устанавливаться в помещениях, место установки должно быть защищено от попадание воды, масла, эмульсии. Воздействие внешних механических факторов по группе М1 ГОСТ 17516.1 — 90.

Надежность и долговечность

Средний ресурс — 20000 ч, средний срок службы 12 лет. Гарантийный срок эксплуатации 2 года с момента ввода в эксплуатацию.

Заказ

При заказе необходимо указать тип преобразователя, напряжение питающей сети, условия эксплуатации.

По вопросам поставок обращаться тел: 8-905-908-18-47, 8-905-908-18-57.

По техническим вопросам тел: 8 (3846) 63-17-74.

Габаритные, установочные и присоединительные размеры

Таблица к рис. 1

Тип	b₃₁	h_max	h₃₇	Масса, кг
ПВС — 8 — 300УЗ, ПВС — 8 — 400УЗ	273	730	200	230
ПВС — 8 — 600УЗ, ПВС — 8 — 800УЗ
ПВС — 16 — 300УЗ, ПВС — 16 — 400УЗ	297	814	224	340
ПВС — 16 — 600УЗ, ПВС — 16 — 800УЗ

VFC110BG datasheet — ti VFC110, Высокочастотный преобразователь напряжения в частоту

ХАРАКТЕРИСТИКИ

q ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ РАБОТА: 4 МГц макс. ПРИЛОЖЕНИЯ

q ИНТЕГРАЦИЯ А / Ц ПРЕОБРАЗОВАНИЯ q УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ q ИЗОЛЯЦИЯ НАПРЯЖЕНИЯ q ОСЦИЛЛЯТОР С УПРАВЛЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЕМ q FM ТЕЛЕМЕТРИЯ

ОПИСАНИЕ

Преобразователь напряжение-частота VFC110 — это преобразователь напряжения третьего поколения, предлагающий улучшенные функции и производительность.К ним относятся высокочастотный режим, встроенный прецизионный источник опорного напряжения 5 В и функция отключения. Прецизионное опорное напряжение 5 В можно использовать для смещения передаточной функции VFC, а также для возбуждения преобразователей или мостов. Контакт Enable позволяет подключать несколько выходов VFC параллельно, мультиплексировать или просто отключать VFC. Частота с открытым коллектором

Выход

совместим с TTL / CMOS. Выход может быть изолирован с помощью оптрона или трансформатора. Внутренний входной резистор, одноразовые конденсаторы и конденсаторы интегратора упрощают схемы приложений.Эти компоненты настроены на полную выходную частоту при входном напряжении 10 В. Для многих приложений дополнительные компоненты не требуются. VFC110 упакован в пластиковый и керамический 14-контактный DIP. Доступны промышленные и военные диапазоны температур.

Почтовый адрес промышленного парка международного аэропорта

: PO Box 11400, Tucson, AZ 85734 Street Address: 6730 S. Tucson Blvd., Tucson, AZ 85706 Тел: (520) 746-1111 Twx: 910-952-1111 Интернет: http: / /www.burr-brown.com/ FAXLine: (800) 548-6133 (только для США и Канады) Кабель: BBRCORP Телекс: 066-6491 Факс: (520) 889-1510 Немедленная информация о продукте: (800) 548-6132

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

= + 25C и = 15V, если не указано иное.VFC110BG РАБОТА ПАРАМЕТРА НАПРЯЖЕНИЕ-ЧАСТОТА Нелинейность (1): fFS = 100 кГц fFS = 1 МГц fFS = 2 МГц fFS = ошибка усиления 4 МГц, = дрейф усиления 1 МГц, = 1 МГц относительно VREF PSRR INPUT Входной ток полной шкалы IB (инвертирование входного тока полной шкалы) IB (Неинвертирующий вход) VOS Drift ИНТЕГРАТОР ВЫХОД УСИЛИТЕЛЯ Диапазон выходного напряжения Выходной ток Емкостная нагрузка привода ВХОД КОМПАРАТОРА IB (входной ток смещения) Диапазон входного напряжения триггера ВЫХОД ОТКРЫТОГО КОЛЛЕКТОРА VO Low ILEAKAGE Время спадания Задержка до нарастания времени установления ЭТАЛОННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ Дрейф напряжения нагрузки Регулирование PSRR Current Limit ENABLE INPUT VHIGH (fOUT Enabled) VLOW (fOUT Disabled) IHIGH ILOW POWER SUPPLY Напряжение, VS Текущий ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДИАПАЗОН Указанный AG, BG, AP SG Storage AG, BG, AP * Те же спецификации, что и VFC110BG.ПРИМЕЧАНИЕ. (1) Нелинейность измерена от входного напряжения до 10 В. УСЛОВИЯ COS = 2.2nF, RIN = 44k COS = 150pF, RIN = 40k COS = 56pF, RIN = 34k COS = (Int), RIN = (Int) COS = 150pF, RIN = 40k Заданный диапазон температуры Заданный диапазон температуры до 18 В МИН. TYP MAX 0,05 VFC110AG / SG / AP MIN TYP Указанный диапазон температур 2k Без колебаний 5 35 + VS MAX 0,05 0,1 UNITS% FS% ppm / C% / V нА мВ V / CA нс

Для заданной линейности для полномасштабного шага входного сигнала при коротком замыкании 18 В Указанный диапазон температур Указанный диапазон температур

Представленная здесь информация считается надежной; однако BURR-BROWN не несет ответственности за неточности или упущения.BURR-BROWN не несет ответственности за использование этой информации, и любое использование такой информации должно быть полностью на страх и риск пользователя. Цены и характеристики подлежат изменению без уведомления. Никакие патентные права или лицензии на какие-либо схемы, описанные в данном документе, не передаются и не предоставляются какой-либо третьей стороне. BURR-BROWN не разрешает и не гарантирует использование каких-либо продуктов BURR-BROWN в устройствах и / или системах жизнеобеспечения.

IN + 5VREF Out VS Enable COS Общий вход цифрового заземления Аналоговый общий VOUT Вход компаратора + VS NC f OUT

Напряжение источника питания DIP (от + VS до VS)………………………………………… 40В FOUT Раковина Текущий…………………………………………. ……………………… 50 мА Входное напряжение компаратора ………………. ………………………………… от 5 В до + VS Вход включения ….. ………………………………………….. ……………….. Синфазное напряжение интегратора от + VS к VS ………………… …………. до + 1,5 В Дифференциальное входное напряжение интегратора ……………………….. … на выход интегратора 0,5 В (короткое замыкание)…………………………………………… .. Неопределенный VREF Out (короткое замыкание) …………………………………. …………………. Неограниченный диапазон рабочих температур G Пакет …………………. …………………………………… + 125C P Пакет …. ………………………………………….. …………. до + 85C Температура хранения G Упаковка ………………………… ……………………………. + 150C P Пакет ………… …………………………………………….. до + 125C Температура свинца (пайка, 10 с) ………… …………………………… + 300C

УПАКОВКА VFC110SG VFC110AP 14-контактный керамический DIP 14-контактный керамический DIP 14-контактный керамический DIP 14-контактный пластиковый DIP НОМЕР ЧЕРТЕЖА УПАКОВКИ (1)

ПРИМЕЧАНИЕ: (1) Подробный чертеж и таблицу размеров см. В конце спецификации или в Приложении D к Справочнику данных по микросхемам Burr-Brown.

ПРОДУКТ VFC110SG УПАКОВКА VFC110AP Керамика DIP Керамика DIP Керамика DIP Пластик ДИАПАЗОН ТЕМПЕРАТУРЫ DIP до + 85C

AD650 Лист данных и информация о продукте

Особенности и преимущества

Преобразование V / F в 1 МГц
Надежная монолитная конструкция
Очень низкая нелинейность
— 0.002% тип при 10 кГц
— 0,005% тип при 100 кГц
— 0,07% тип при 1 МГц

Входное смещение, обнуляемое до нуля
CMOS или TTL-совместимый
Униполярный, биполярный или дифференциальный V / F
Преобразование V / F или F / V
Доступен для поверхностного монтажа
Доступны версии, соответствующие стандарту MIL-STD-883

Подробнее о продукте

AD650 V / F / V (преобразователь напряжения в частоту или частота в напряжение) обеспечивает сочетание высокочастотной работы и низкой нелинейности, ранее недоступной в монолитной форме.Собственная монотонность передаточной функции V / F делает AD650 полезным в качестве аналого-цифрового преобразователя с высоким разрешением. Гибкая конфигурация входа позволяет использовать широкий спектр форматов входного напряжения и тока, а выход с открытым коллектором и отдельным цифровым заземлением позволяет легко подключаться к стандартным логическим семействам или оптопарам.

Погрешность линейности AD650 обычно составляет 20 ppm (0,002% от полной шкалы) и максимум 50 ppm (0,005%) при полной шкале 10 кГц.Это соответствует примерно 14-битной линейности в схеме аналого-цифрового преобразователя. Более высокие полномасштабные частоты или более длинные интервалы счета могут использоваться для преобразований с более высоким разрешением. AD650 имеет полезный динамический диапазон в шесть декад, что позволяет проводить измерения с очень высоким разрешением. Даже при полной шкале 1 МГц линейность гарантируется менее 1000 ppm (0,1%) для марок AD650KN, KP, BD и SD.

Помимо аналого-цифрового преобразования, AD650 может использоваться в приложениях для изолированной передачи аналогового сигнала, схемах с фазированной автоподстройкой частоты и прецизионных контроллерах скорости шаговых двигателей.В режиме F / V AD650 может использоваться в схемах прецизионного тахометра и FM-демодулятора.

Диапазон входного сигнала и полная выходная частота программируются пользователем с помощью двух внешних конденсаторов и одного резистора. Входное напряжение смещения можно уменьшить до нуля с помощью внешнего потенциометра.

AD650JN и AD650KN предлагаются в пластиковом 14-контактном DIP-корпусе. AD650JP и AD650KP доступны в 20-контактном корпусе микросхемы с пластиковыми выводами (PLCC). Обе версии AD650 в пластиковой упаковке предназначены для использования в коммерческом диапазоне температур (от 0 ° C до + 70 ° C).Для промышленного диапазона температур (от -25 ° C до + 85 ° C) AD650AD и AD650BD предлагаются в керамическом корпусе. AD650SD рассчитан на полный расширенный температурный диапазон от -55 ° C до + 125 ° C.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ НА НАПРЯЖЕНИЕ

| Encore Electronics, Inc

Encore Electronics предлагает полную линейку преобразователей частоты в напряжение, от недорогой и компактной модели FL228, устанавливаемой на DIN-рейку, до модели 225, устанавливаемой в стойку.Для приложений, требующих высокой производительности между этими двумя моделями, мы предлагаем наш цифровой преобразователь частоты / напряжения FL236 на DIN-рейке, который отличается малым временем отклика, низким энергопотреблением и компактными размерами.

Цифровые преобразователи частоты / напряжения (F / V)

обеспечивают немедленное обновление сигнала, позволяя измерять изменение от импульса к импульсу для таких приложений, как мониторинг зубьев шестерен. Кроме того, наш FL236 предлагает инновационный режим дельта-Т, в котором аналоговое выходное напряжение представляет собой изменение ширины импульса от среднего измерения.Это может быть особенно важно при измерении углового отклонения конкретного зуба шестерни или вершины лопасти в сочетании с сигналом фазировки 1 / об.

Преобразователь напряжения в частоту модели FL230 дополняет всю нашу линейку блоков F / V, позволяя передавать аналоговые сигналы напряжения с логическими уровнями 0–5 В по существующим цифровым линиям передачи, включая волоконно-оптические.

Модуль

Модель	Тип	Крепление	Чан	Максимум Частота	Диапазоны	Выходы	Внутренний Cal	Мощность
221	Цифровой	19 ″ стойка	1	25.6 кГц, 102,4 кГц	8	DC, импульсный, цифровой	50%, 100%	115VAC
225	Цифровой	в 19-дюймовой стойке или 2-слотовом футляре для переноски	1-8	25,6 кГц, 102,4 кГц	8	DC, импульсный, цифровой	10%, 100%	Блок питания для монтажа в стойку (вход 115 В перем. Тока)
FL236	Цифровой	Пластиковый корпус на DIN-рейку	1	1.5 кГц, 25 кГц	2	DC	нет	18-30 В постоянного тока или 10-16 В постоянного тока
FL228	Аналог	Пластиковый корпус на DIN-рейку	1	50 кГц	1	DC	нет	18-30 В постоянного тока или 10-16 В постоянного тока
FL230 V до F	Аналог	Пластиковый корпус на DIN-рейку	1	50 кГц	1	Логический уровень частота	нет	18-30 В постоянного тока

МОДЕЛЬ 441AL: ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ — Ectron

Описание

Преобразователь частоты в напряжение модели 441AL выдает аналоговый выходной сигнал, который точно представляет частоту подаваемого входного сигнала.Регулируемая входная частота в соответствии с заданными значениями выходного напряжения позволяет пользователю строго ограничивать интересующую частоту. Уникальная конструкция микроконтроллера с кварцевым управлением обеспечивает быстрый отклик, высокую точность преобразования и низкий выходной шум, который не зависит от частоты. Дисплей на передней панели отображает входную частоту с разрешением до пяти разрядов. Все рабочие параметры устанавливаются с помощью дисплея и элементов управления на передней панели. Эти настройки сохраняются в энергонезависимой памяти.

Модель 441AL, разработанная для сигналов логического уровня, предлагает почти мгновенный отклик для систем быстрого ускорения и замедления.

Модель 441AL сочетает в себе новейшую технологию электронных микроконтроллеров с конструкцией для поверхностного монтажа, что обеспечивает настоящий прорыв в области преобразователей частоты в напряжение. Действительно, эти инструменты представляют собой достойное дополнение к линейке продуктов Ectron серии 400, которые обеспечивают исключительную производительность и надежность в тяжелых условиях эксплуатации в течение последних 25 лет.

В этой модели предусмотрена быстрая реакция на любое изменение частоты, низкий выходной шум, не зависящий от входной частоты, и согласование входного сигнала, которое автоматически обеспечивает правильную работу для большого разнообразия входных сигналов как по форме волны, так и по амплитуде.

Исчезла масса переключателей, ручек, кастрюль и т. Д., Связанных с другими преобразователями частоты в напряжение. Все было заменено двумя простыми в использовании элементами управления на передней панели: дисплеем и ручкой кодировщика.

Цифровой дисплей / кнопка с подсветкой выполняет двойную функцию отображения и выбора экрана. Семь простых в использовании экранов настройки, шесть менее часто используемых экранов и рабочий экран доступны одним касанием дисплея.

Кодировщик, поворотно-нажимной элемент управления, выполняет двойную функцию выбора и изменения символов.Пользователь может легко настроить модель 441AL для любого конкретного приложения.

Имея диапазон входной частоты от 1 Гц до 50 кГц и диапазон выходного напряжения от –10 В до +10 В, модель 441AL предлагает точное преобразование частоты в напряжение практически для любого применения.

Цифровой периодический фильтр практически устраняет выходной шум, который возникает из-за циклических колебаний, вызванных неравномерно расположенными зубьями колес или лопатками расходомера. Пользователь просто устанавливает фильтр на количество импульсов на оборот тестируемого устройства, а цифровой периодический фильтр останавливает периодическое изменение выходного сигнала.Выбираемые настройки фильтра: от 1 до 999 импульсов на оборот.

Поскольку модель 441AL работает от любого источника постоянного тока от 10,5 В до 32 В, использует тот же разъем и имеет те же назначения контактов для входа, выхода и питания сигнала, что и все другие продукты серии Ectron 400, ее можно использовать — даже смешанные — с усилителями / кондиционерами моделей 352, 418, T418, 428, 441A и 451 во всех стандартных корпусах Ectron, предназначенных для этих продуктов.

КОРПУС СЕРИИ 400

Корпуса

Ectron серии 400 имеют интерфейсный разъем для подключения питания и входных и выходных сигналов для продуктов серии 400.Переносные, настольные, стоечные системы и системы формирования сигналов доступны с мощностью от 6 до 22 кондиционеров. Следующие продукты Ectron взаимозаменяемы в этих корпусах: усилители-стабилизаторы моделей 352 и 428, преобразователь частоты в напряжение модели 441A / AL и преобразователь сигнала LVDT / RVDT модели 451. Кондиционирование термопары может быть добавлено с использованием T / C Mate серии 200.

ОСОБЕННОСТИ

Для очень быстрого запуска приложений
Сигналы логического уровня от 0 В до 5 В
Следит за быстрым изменением частоты
от 1 Гц до 50 кГц Диапазон частот
Миллисекундный отклик на изменение частоты (для входных частот более 1 кГц)
Регулируемая входная фильтрация и чувствительность
Отображение частоты на передней панели до 5 цифр
Цифровой периодический фильтр
Точность, управляемая кристаллами
Точный контроль выходного напряжения по сравнению сВходная частота
Миниатюрный размер
Прочная конструкция

ПРИМЕНЕНИЕ

Анализ и контроль турбомашин
Анализ трансмиссии
Исследования регулятора быстрого реагирования
Монитор / контроллер превышения скорости двигателя
Точный мониторинг расходомера
Тахометр точный
Оценка ABS
Анализ неисправностей синхронизирующей коробки передач
Оценка реакции сцепления

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ

Поставлялись модели со следующими характеристиками:

Соответствие нормам безопасности и эксплуатации в опасных зонах США, Канады и Европы
Специальные приложения для контроля превышения скорости с программируемыми уставками RS-232, релейные выходы
Двойные предустановленные уставки, выбираемые дистанционно
Выход от 4 мА до 20 мА
Средние частоты на основе медианы, среднего или других алгоритмов
Программируемые уставки
Есть другие специальные предложения

3 Объяснение схем преобразователя частоты в напряжение

Как следует из названия, преобразователи частоты в напряжение — это устройства, которые преобразуют входную переменную частоту в соответствующие уровни выходного напряжения.

Здесь мы изучаем три простых, но продвинутых проекта с использованием IC 4151, IC VFC32 и IC LM2907.

1) Использование микросхемы IC 4151

Эта схема преобразователя напряжения частоты, использующая микросхему IC 4151, характеризуется высокой степенью линейности преобразования. При указанных значениях частей коэффициент преобразования схемы может быть около 1 В / кГц.

Когда на входе используется напряжение постоянного тока с частотой 0 Гц, на выходе генерируется соответствующее напряжение 0 В. Коэффициент преобразования на выходе никогда не зависит от рабочего цикла входной средней квадратичной частоты.

Но, если на вход подается синусоидальная частота, в этой ситуации сигнал должен быть пропущен через триггер Шмитта, прежде чем подавать его на вход IC 4151.

Если вас интересует другой коэффициент преобразования, вы можете рассчитать его по следующей формуле:

В (выход) / f (вход) = R3 x R7 x C2 / 0,486 (R4 + P1) x [В / Гц ]

T1 = 1,1 x R3 x C2

Схема может быть даже подключена к выходу преобразователя напряжения в частоту и использоваться в качестве способа передачи сигналов постоянного тока через удлиненное кабельное соединение без проблем, связанных с сопротивлением кабеля, ослабляющим сигнал.

2) Использование конфигурации VFC32

В предыдущем посте объяснялась простая однокристальная схема преобразователя напряжения в частоту с использованием микросхемы VFC32, здесь мы узнаем, как ту же микросхему можно использовать для достижения частоты, противоположной схеме преобразователя напряжения.

На рисунке ниже изображена другая стандартная конфигурация VFC32, которая позволяет ему работать как схема преобразователя частоты в напряжение.

Входной каскад, образованный емкостной цепью C3, R6 и R7, делает вход компаратора совместимым со всеми логическими триггерами 5 В.Компаратор, в свою очередь, переключает соответствующий однократный каскад на каждом заднем фронте подаваемых частотных входных импульсов.

Принципиальная схема

Пороговое значение входного задания, установленное для компаратора детектора, составляет около –0,7 В. В случае, когда входные частоты могут быть ниже 5 В, цепь делителя потенциала R6 / R7 может быть соответствующим образом отрегулирована для изменения опорного уровня и для обеспечения правильного обнаружения входов частоты низкого уровня операционным усилителем.

Как показано на графике в предыдущей статье, значение C1 может быть выбрано в зависимости от полного диапазона частотных входных триггеров.

C2 отвечает за фильтрацию и сглаживание формы волны выходного напряжения, большие значения C2 помогают лучше контролировать пульсации напряжения на сгенерированном выходе, но отклик медленный на быстро меняющиеся входные частоты, тогда как меньшие значения C2 вызывают плохую фильтрацию но предлагают быстрый отклик и настройку с быстро меняющимися входными частотами.

Значение

R1 можно настроить для достижения настраиваемого диапазона выходного напряжения полного отклонения по отношению к заданному диапазону входной полной шкалы.

Как работает схема преобразователя частоты в напряжение

Основная работа предлагаемой схемы преобразователя частоты в напряжение основана на теории заряда и баланса. Частота входного сигнала вычисляется так, чтобы соответствовать выражению V) (in) / R1, и это значение обрабатывается соответствующим операционным усилителем IC посредством интегрирования с помощью C2. Результат этого интегрирования приводит к падающему выходному напряжению интегрирования рампы.

Пока происходит вышеупомянутое, срабатывает следующий каскад однократного включения, соединяя опорный ток 1 мА со входом интегратора в ходе одноразового режима.

Это, в свою очередь, переворачивает характеристику линейного изменения выходного сигнала и заставляет его подниматься вверх, это продолжается, пока включен однократный режим, и как только его период истекает, линейное изменение снова вынуждено изменить свое направление и заставляет вернуться к нисходящий падающий узор.

Расчет частоты

Вышеупомянутый процесс колебательного отклика обеспечивает устойчивый баланс заряда (среднего тока) между током входного сигнала и опорным током, который решается с помощью следующего уравнения:

I (дюйм) = IR (средн. )
В (дюйм) / R1 = fo tos
(1 мА)
Где fo — частота на выходе t — период однократного импульса = 7500 C1 (Frarads)

Значения для R1 и C1 выбраны соответствующим образом, чтобы в результате рабочий цикл составит 25% в полном диапазоне выходной частоты.Для FSD, который может быть выше 200 кГц, рекомендуемые значения будут генерировать около 50% рабочего цикла.

3) Использование микросхемы LM2917

Это еще одна отличная серия микросхем, которую можно использовать для множества различных схем. По сути, это микросхема преобразователя частоты в напряжение (тахометр) со множеством интересных функций. Узнаем больше.

Основные электрические характеристики

Основные характеристики микросхем LM2907 и LM2917 подчеркнуты следующим образом:

Входной вывод тахометра, привязанный к земле, можно напрямую сделать совместимым со всеми видами магнитных датчиков с различным сопротивлением.
Выходной контакт связан с внутренним транзистором общего коллектора, который может потреблять до 50 мА. Он может управлять даже реле или соленоидом напрямую без внешних буферных транзисторов, светодиоды и лампы также могут быть интегрированы с выходом, включая входы CMOS.
Чип может удваивать низкие частоты пульсации.
Входы тахометра имеют встроенный гистерезис.
Вход тахометра с заземлением полностью защищен от колебаний входной частоты, превышающих напряжение питания ИС или отрицательного потенциала ниже нуля.

Детали распиновки различных доступных корпусов микросхем LM2907 и LM2917 можно увидеть на приведенных ниже изображениях:

Основные области применения этой микросхемы:

Измерение скорости: его можно использовать для определения вращения. скорость или скорость движущегося элемента
Преобразователи частоты: для преобразования частоты в линейно изменяющуюся разность потенциалов
Датчики сенсорного переключателя на основе вибрации

Автомобильная промышленность

Чип становится особенно полезным в автомобильной области, как указано ниже:

Спидометры: в транспортных средствах для измерения скорости.
Измерители выдержки в точке прерывания: также средство измерения, связанное с двигателем транспортного средства.
Handy Tachometer: Микросхема может использоваться для изготовления портативных тахометров.
Контроллеры скорости: Устройство может применяться в устройствах контроля скорости или регулирования скорости.
Другие интересные применения LM2907 / LM2917 IC включают: круиз-контроль, управление замками автомобильных дверей, управление сцеплением, управление звуковым сигналом.

Абсолютные максимальные номинальные значения

(то есть номинальные значения, которые нельзя превышать, для ИС)

Напряжение питания = 28 В
Ток питания = 25 мА
Напряжение коллектора внутреннего транзистора = 28 В
Дифференциальный тахометр входное напряжение = 28 В
Диапазон входного напряжения = +/- 28 В
Рассеиваемая мощность = от 1200 до 1500 мВт

Другие электрические параметры

Усиление напряжения = 200 В / мВ

Выходной ток стока = от 40 до 50 мА

Отличительные особенности и преимущества этой микросхемы

Выход не реагирует на нулевые частоты и выдает нулевое напряжение на выходе.
Выходное напряжение можно просто рассчитать по формуле: VOUT = fIN × VCC × Rx × Cx
Простая RC-цепь определяет функцию удвоения частоты IC.
Встроенный стабилитрон обеспечивает регулируемое и стабилизированное преобразование частоты в напряжение или ток (только в LM2917)

Типичная схема подключения микросхемы LM2907 / LM2917 показана ниже:

Использование микросхемы LM331

Другой простой преобразователь частоты в напряжение можно увидеть на приведенной выше принципиальной схеме, использующий одну микросхему LM331.

Здесь V _out можно рассчитать с помощью следующих вычислений:

V _out = f _IN x (R _L / R _S) x (1.9 _V) x (1.1R _t C _t)

Для получения дополнительной информации вы можете обратиться к этой статье

Высокочастотные электрические преобразователи, выходное напряжение: 200 Гц — 42 В, входное напряжение: 230 В,

О компании

Год основания 1982

Юридический статус компании с ограниченной ответственностью (Ltd./Pvt.Ltd.)

Характер бизнеса Производитель

Количество сотрудников от 501 до 1000 человек

Годовой оборот 10-25 крор

Участник IndiaMART с февраля 2010 г.

GST19AAACJ6785C1ZE

Код импорта и экспорта (IEC) 02060 *****

Экспорт на Виргинские острова (Британские), Катар, Бангладеш, Ямайка, Южная Африка

Основанная в году 1982 , Jaypee India Limited известна как один из крупнейших производителей строительного оборудования.Некоторые из нашего ассортимента включают в себя бетономешалку для цемента , машину для гибки стержней, бетонный завод, машину для резки стержней, смеситель с обратным барабаном, шаг за роликом, машину для резки стального стержня, башенный подъемник, пассажирский подъемник . У нас есть оборудование для обработки арматуры — станки для гибки стержней, станки для резки стержней, станки для радиусной гибки, цифровые гибочные станки, оборудование для разматывания и правки стержней, а также оборудование для автоматической обработки стержней. В составе оборудования для обработки бетона у нас есть автоматический дозатор, завод периодического действия, реверсивный барабанный смеситель, бетоносмеситель 10/7, игольчатый вибратор и вакуумная система обезвоживания.В уплотнительном оборудовании у нас есть вибрационный каток и пластинчатый уплотнитель. В составе подъемно-транспортного оборудования и персонала у нас есть — пассажирский подъемник, подъемник для строителей, подъемник с подвесной платформой и многофункциональный подъемник
Наши продукты, предлагаемые нами, ценятся в отрасли за их эффективную работу, длительный срок службы, прочную конструкцию и простоту. установка, эксплуатация и обслуживание. Предлагаемое оборудование в основном используется в строительной отрасли для смешивания бетона, гибки стержней, режущих стержней, подъемников и материалов и т. Д.Наша команда делает все возможное для достижения организационных целей и удовлетворения клиентов.

Видео компании

A Простой преобразователь частоты в напряжение | Блог Математических встреч

Цитата дня

Мы то, что делаем неоднократно. Таким образом, совершенство — это не действие, а привычка.
— Аристотель

Введение

Рисунок 1: Пояснение, зачем мне преобразователь напряжения в частоту.

Я часто создаю небольшие проекты электроники для дома. Недавно я собрал небольшой интерфейс датчика, который генерирует синусоидальную волну на выходе с частотой, пропорциональной индуктивности датчика. В моем приемнике я хочу преобразовать эту частоту в напряжение, пропорциональное индуктивности датчика. Я хочу отправить текстовое сообщение, когда значение индуктивности датчика превышает пороговый уровень — я обнаруживаю присутствие автомобиля (рисунок 1).

Поскольку это домашний проект, я хочу, чтобы он был простым и дешевым.В этом сообщении в блоге рассказывается, как я спроектировал эту схему.

Фон

Схема, которую я использовал, представляет собой очень небольшую вариацию схемы накачки заряда, которую я видел много лет назад в замечательной небольшой книге Томаса Хемингуэя «Справочник разработчика электроники» (рис. 13.5). Эту маленькую жемчужину можно посмотреть онлайн здесь. Единственное изменение, которое я внес в эту схему, — это сдвиг уровней напряжения, чтобы мой входной сигнал был положительным.

Я получу выражение для передаточной функции входной частоты к выходному напряжению, которое будет немного более точным, чем то, что выводит Хемингуэй.Тем не менее, это его схема, и его книгу все же стоит прочитать тем, кто интересуется дизайном на уровне транзисторов. Как видите, эта книга была впервые опубликована в 1966 году, и я до сих пор пользуюсь ею почти пятьдесят лет спустя.

Анализ

В этом разделе блога я сосредоточусь на результатах моделирования. Приложение A содержит данные измерений рабочей цепи в полевых условиях.

Схема

На рис. 2 показана схема LTSpice собранной мной схемы.

Рисунок 2: Простой преобразователь частоты в напряжение.

Теория работы

Качественное описание

Принцип работы схемы довольно прост.

Когда входной сигнал становится низким, C ₁ заряжается через D ₁ . Очень важно, чтобы C ₁ заряжались быстро относительно периода. Эта схема зависит от передачи фиксированного количества заряда с той же скоростью, что и входной сигнал. Это означает, что скорость передачи заряда (т.е.е. ток) прямо пропорционален входной частоте.
Когда входной сигнал становится высоким, C ₁ разряжается через Q ₁ в C ₂ . C ₂ будет иметь достаточную емкость, чтобы гарантировать, что она мало изменится при разряде C ₁ . Это обеспечит необходимую фильтрацию для плавного выходного напряжения.
RC-фильтр, состоящий из R ₁ и C ₂ .R имеет решающее значение для определения коэффициента усиления (т. Е. Крутизны) зависимости выходного напряжения от частоты. В состоянии равновесия потеря заряда через R ₁ для каждого цикла ввода в точности равна заряду на C ₁ .

Ниже я привел результаты моделирования, которые ясно показывают, как происходит каждая из этих операций.

Если вам требуется более подробное описание того, как работает эта схема, см. Комментарии к обсуждению ниже. Читатель составил отличную теорию работы на схеме.

Математические детали

На рисунке 3 показан мой вывод формулы для процесса преобразования частоты в напряжение.

Рисунок 3: Расчет преобразования частоты в напряжение.

Результаты моделирования

Результат одиночного моделирования

На рисунке 4 показаны результаты моего моделирования. Чтобы отчетливо увидеть эти результаты, вам нужно щелкнуть изображение. Схема работает в точности так, как описано выше.

Рисунок 4: Результаты моделирования.

Измерения линейности

На рис. 5 показана линейность, которую я измерил на симуляторе.Я предсказал, что крутизна моего преобразования напряжения составит 1,08 на рисунке 2. Моя симуляция показывает 1,095, что означает ошибку ~ 1,4%. Не плохо.

Рисунок 5: График линейности преобразования частоты в напряжение.

Заключение

Эта схема является важной частью небольшой домашней сенсорной системы, которую я собрал. Вот краткое описание моей сенсорной системы.

Я построил металлический датчик, который состоит из катушки с проволокой (то есть индуктора), индуктивность которой уменьшается, когда металлический объект приближается — индуктивность уменьшается из-за того, как токи индуцируются в металлическом объекте.В этом сложном электрическом процессе использовались специальные электронные инструменты, такие как устройства для зачистки проводов (устройства для зачистки проводов).
Я построил генератор, который выдает цифровой сигнал с частотой, пропорциональной индуктивности моей проволочной катушки.
Описанная здесь схема преобразует частоту цифрового сигнала в уровень напряжения.
Я использую триггер Шмитта для подачи сигнала тревоги, когда напряжение на моем преобразователе частоты в напряжение превышает установленное мной значение.

Приложение A: Некоторые эмпирические данные схемы, построенной I

На рисунке 6 показаны 3 точки данных из версии этой схемы, которую я использую для домашнего проекта. В этом конкретном приложении было C ₁ = 0,001 мкФ и R ₁ = 4 кОм. Вы можете видеть, что ответ довольно линейный, измеренные и предсказанные наклоны находятся в пределах экспериментальной ошибки, и в моем приложении он работает хорошо.

Рисунок 6: Три точки данных из проведенного мной быстрого лабораторного теста.

Сохранить