Схема частотника: Самодельный частотник. Разрабатываем преобразователь вместе

Содержание

Микроконтроллеры и Технологии - Частотный преобразователь для асинхронного двигателя на AVR

Дата публикации: .

В этой статье описывается универсальный трехфазный преобразователь частоты на микроконтроллере(МК) ATmega 88/168/328P. ATmega берет на себя полный контроль над элементами управления, ЖК-дисплеем и генерацией трех фаз. Предполагалось, что проект будет работать на готовых платах, таких как Arduino 2009 или Uno, но это не было реализовано. В отличие от других решений, синусоида не вычисляется здесь, а выводится из таблицы. Это экономит ресурсы, объем памяти и позволяет МК обрабатывать и отслеживать все элементы управления. Расчеты с плавающей точкой в программе не производятся.

Частота и амплитуда выходных сигналов настраиваются с помощью 3 кнопок и могут быть сохранены в EEPROM памяти МК. Аналогичным образом обеспечивается внешнее управление через 2 аналоговых входа. Направление вращения двигателя определяется перемычкой или переключателем.

Регулируемая характеристика V/f позволяет адаптироваться ко многим моторам и другим потребителям. Также был задействован интегрированный ПИД-регулятор для аналоговых входов, параметры ПИД-регулятора могут быть сохранены в EEPROM. Время паузы между переключениями ключей (Dead-Time) можно изменить и сохранить.

  1. Введение
  2. Программное обеспечение, работа и компиляция
  3. Генерация синуса
  4. Скалярное(Вольт-частотное) управление (V/f)
  5. Схема устройства
  6. Выводы

В целом, программное обеспечение основано на документации Atmel AVR447, но было значительно изменено для использования описанного здесь контроллера. Аналогично, используется ЖК-библиотека Питера Флери, большое спасибо за это красивое программное обеспечение. К сожалению, программа не совсем вписывается в ATmega48 в текущем состоянии, но может работать с небольшой оптимизацией в строковых функциях. Чтобы избежать каких-либо вопросов - нет, код не работает в (устаревшей) ATMega8. Этот МК не имеет такого функционала таймеров и прерываний.

Характеристики:

Диапазон частот: 0,6 - 162 Гц;
Выходное напряжение: 0 - 325 В постоянного тока, максимально существующее напряжение промежуточной цепи;
Формы выходного сигнала: двугорбая синусоида или синус, выбираемые перед компиляцией.

Введение

Устройство оснащено стандартным ЖК-дисплеем HD44780 работающим в 4-битном режиме и тремя простыми (цифровыми) кнопками. При включении питания MК проверяет наличие перемычки, а затем переключается на внутренний или внешний режим управления. Печатная плата управления гальванически изолирована от выходного каскада двигателя. Для этой цели используются шесть оптронов HCPL3120. Эти оптроны обеспечивают сигналы управления для классического полумостового драйвера IR2110/2113, которые, в свою очередь, приводят в действие мощные ключи на MOSFET/IGBT. Данный выходной каскад следует понимать только как пример, конечно, другие конфигурации вполне возможны.

Используются три таймера ATmega и синхронизация OC (Output Compare) всех таймеров. Один из таймеров (Таймер 1) обеспечивает прерывание переполнения, которое используется для установки ступенчатой cкорости генерации синусоиды и для синхронной записи новых значения ШИМ во все таймеры. Исходный код также содержит подробные комментарии. Скорость шага прямо пропорциональна генерируемой частоте и задается пользователем. Подробнее об этом можно найти в разделе «Генерация синуса».

Для удобства пользователя МК вычисляет частоту в Герцах и отображает ее на дисплее. Аналогично, амплитуда выходного сигнала вычисляется по длительности импульса сигналов ШИМ и показана на дисплее в процентах от напряжения промежуточного контура. Поскольку трехфазные двигатели обычно управляются с характеристикой V/f, это также вычисляется до переполнения таймеров.

Вот фотографии прототипа. Управляющая часть была собрана на макетной плате 2,54 мм, силовая часть на макетной плате с шагом 5,08 мм. МК находится под ЖК-дисплеем. Справа изображен один из моих трехфазных двигателей. Этот двигатель мощностью 550 ватт и работал с 1969 года в моем насосе. Насос полностью заржавел и вышел из строя, но двигатель все еще прекрасно работает. Он был сделан Стефаном-Верке в Хамельне.

Программное обеспечение, работа и компиляция

Программное обеспечение сконструировано таким образом, что ШИМ генератор полностью работает в прерываниях. Основной цикл программы дополняет пользовательский интерйейс и управление ЖК-дисплеем. Всего есть два режима отображения:

Режим 1 - это нормальное меню, в котором кнопка 1 может использоваться для переключения между настройками V/f и настройкой частоты. Клавиши 2 и 3 уменьшают или увеличивают выбранное значение. Курсор на дисплее ниже редактируемого значения. Функция автоповтора с ускорением упрощает настройку.

Режим 2 - активируется одновременным нажатием кнопок 1 и 2. Это меню используется для установки значений ПИД-регулятора и Dead-Time, начальных значений для V/f и частоты и для их записи в EEPROM. Опять же, клавиша 1 переключается между параметрами, а клавиши 2 и 3 используются для настройки. Одновременное нажатие 1 и 2 сохраняет значения, одновременное нажатие 1 и 3 выходит из режима без сохранения, но сохраняет значения для V/f и частоты, которые в настоящее время установлены в меню режима 1.

При работе с внешним сигналом в режиме 1 отображаются значения, но их нельзя изменить, нажав кнопку. С другой стороны, режим 2 выбирается, а также работает с внешним управлением для настройки значений ПИД и Dead-Time. Прерывание инициируется аналого-цифровым преобразователем. Оно считывает значение АЦП и сохраняет его в глобальных переменных. Конструкция «switch-case» позволяет вам использовать больше каналов АЦП, если это необходимо. DIP-вариант ATMega88/168 не дает этой возможности, здесь используются не все каналы АЦП. Однако в версии QFP еще есть каналы АЦП 6 и 7, они могут использоваться.

Описанная здесь схема позволяет применять как частотные, так и V/f-значения в качестве аналоговых сигналов. Без внешних делителей напряжения на входе ожидается в пределах 0-5 В.

Библиотеку ЖК-дисплея пришлось слегка модифицировать, поскольку здесь используется два разных порта для данных и линий управления. Изменения в lcd.h должны применяться, поскольку аппаратные выходы ШИМ МК не могут быть изменены.

Кстати, за исключением ПИД-регулятора и ЖК-подпрограмм, все части программного обеспечения были объединены в один файл, чтобы дать компилятору наилучшую возможную оптимизацию. В качестве параметра оптимизации "-О" оправдал себя. Перед компиляцией не следует забывать вводить частоту использованного кристалла в Гц в настройках проекта. В Linux файл Makefile должен быть дополнен -DF_CPU 16000000, в AS4 в разделе «Настройки проекта -> Общие». Однако использование поставляемого * .aps в качестве шаблона проекта не требуется. Пакет программного обеспечения содержит все файлы для создания проекта с помощью AVR Studio 4.

Исходный код состоит из следующих файлов:

main.c, pid.c, lcd.c

и заголовочные файлы:

vfd.h, vfdtables.h, pid.h, lcd.h

Особое внимание заслуживает vfd.h. Здесь описаны все определения проекта. Если вы посмотрите main.c, вы найдете много констант, все они будут объявлены в vfd.h. Наиболее часто используемыми переменными являются скорость шага (inco), указатель на таблицу синусов (sinTableIncrement), амплитуду (amplitude) и отношение V/f (VperHz). Эти переменные хранятся непосредственно в регистрах для увеличения рабочей скорости. Вероятно, это было бы необязательно, но в качестве примера, использующего переменные прямого реестра, это может быть полезно и для других проектов. Другая переменная прямого регистра (fastFlags). Эта структура используется поразрядно, но здесь используются только 4 бита. Один бит для переключения между внешним и внутренним управлением, затем 2 бита для используемой формы сигнала (либо «неопределенный», либо «синус»), а затем еще один бит для желаемого направления вращения.

Параметры отображения вычисляются с использованием целочисленной математики, так как числа с плавающей точкой следует избегать. Регулярное прерывание таймера вызывает процедуру «SpeedController» (после 200 переполнений таймера). Здесь, во внешнем режиме управления, вызывается ПИД-регулятор и вычисляются параметры отображения. Индикация ЖК-дисплея выполнена с использованием командного интерпретатора.

После сброса сначала инициализируются ЖК-дисплей и порты, и все предварительно назначеные переменные. За этим следует инициализация таймеров, прерываний, АЦП и ПИД-регулятора. После проверяется состояние перемычек и считывается EEPROM. Наконец, разрешается глобальное прерывание и, следовательно, начинается генерация частоты.

Во время процесса диагностические коды выводятся на ЖК-дисплей, чтобы сообщать о любых проблемах с «залипшими» клавишами или другими проблемами. В конце следует основной цикл, в котором запущен «командный интерпретатор» (execCommand).

Командный интерпретатор не делает ничего, кроме как сначала проверяет нажатые клавиши. Если он найдет одну или несколько нажатых клавиш, будет выполнена одна из функций. После этого ЖК-дисплей будет обновлен. Второй уровень команд делает это для расширенного меню, так как он работает одинаково. Все настройки гарантируют, что значения не могут быть «за пределом», так как это часто приводит к фатальным последствиям. Так, например, Невозможно переключить рабочую частоту от 0,1 Гц непосредственно до 162 Гц или установить "Dead-Time" в ноль.

Еще одно замечание по AVR Studio 4, последняя версия 4.19, чтобы избежать ошибок компиляции, вы должны использовать AVR Toolchain 3.3.1 - 1020, иначе вас будут беспокоить ошибки. В качестве альтернативы WinAVR подходит - например, версия 20100110.

Генерация синуса

Значения синусоид для трех фаз (U, V и W) сохранены в массиве, который находится в файле «vfdtables.h». Выходы фаз в настоящее время обозначаются L1, L2 и L3, а также R, S и T. Сгенерированная частота определяется тем, после скольких вызовов в ISR "TIMER1_CAPT" указатель увеличится в таблице. Если «inco», например "1", указатель в таблице увеличивается после 255 проходов, а следующее значение таблицы загружается в таймеры. Так как таблица имеет длину 192, это приводит к выходной частоте 0,635 Гц, что является следствием частоты повторения ШИМ 31,25 кГц/256 = 8,192 мс * 192. Если «inco» 255, следующее значение таблицы уже загружается после 1/31,25 кГц = 32 мкс, и это приводит к выходной частоте 1/(32мкс * 192) = 162,7 Гц. Направление вращения изменяется путем замены значений для V и W перед загрузкой таймеров. Доступ к таблице и загрузка таймеров ШИМ выполняются в процедуре прерывания переполнения таймера 1. Таким образом, эта процедура представляет собой ядро генерации синуса.

Для работы полумостов требуется использование паузы "Dead-Time", благодаря чему ни верхний, ни нижний ключи полумоста не могут быть включены одновременно. Без этой паузы происходило бы короткое замыкание, что ни в коем случае нельзя допустить. (Этот случай часто упоминается как «прострел»). Поскольку "Dead-Time" сильно зависит от используемых драйверов, пауза была сделана регулируемой. Процедура InsertDeadband вычисляет требуемое "Dead-Time" для каждого таймера перед записью значений ШИМ.

"Dead-Time" хранится в EEPROM. По соображениям безопасности используется минимальное значение вместо недопустимого, если есть ошибки чтения EEPROM или установлено слишком малое значение. Слишком большое значение "Dead-Time" не вредно, но ограничивает диапазон использования ШИМ и эффективность привода. Разумеется, при первоначальном запуске рекомендуется установить большое значение "Dead-Time", а затем уменьшить его при соблюдении текущего потребления. Единица "Dead-Time" (DEAD_TIME_HALF), отображаемая на дисплее, представляет собой время одного цикла МК. Полученное "Dead-Time" на полумосте в два раза выше, чем цикл МК. В показанном примере было использовано значение 20, что привело к значению "Dead-Time" (2*20*62,5 нс = 2500 нс). Для быстрых MOSFET или IGBT это значение может быть уменьшено.

Потребление тока можно измерить на шунте R7. Внимание: эта часть не отделена от сети гальванически и с ней следует обращаться с осторожностью. Прямое соединение между GNDI и PE неизбежно приводит к повреждению элементов при подаче питания.

Форма сигнала фаз адаптирована к работе двигателей в приведенной таблице. Другие формы сигнала могут быть сформированы путем замены значений таблицы. Опция «#define PURE_SINE_DRIVE» теперь находится в vfd.h. В этом случае генерируются 3 стандартные синусоиды с фазовым сдвигом на 120° без типичных двугорбых синусоид для BLDC. Если МК работает с частотой, отличной от 16 МГц, параметр «DIVISIONEER» в файле «vfd.h» также должен быть изменен так, чтобы дисплей работал правильно. Если вам нужен только источник переменного тока, вы должны заменить таблицу на реальные значения синуса (как указано в обновлении) и создать только два выходных каскада. Между двумя выходами преобразователя будет регулируемый потенциал переменного тока.

При вращении двигателя с полной скоростью не следует изменять направление вращения на противоположное. В любом случае рекомендуется остановить двигатель, а затем изменить направление вращения.

Скалярное(Вольт-частотное) управление (V/f)

Скалярное управление является наиболее часто используемым методом для преобразователей частоты. При скалярном методе управления, скорость асинхронного электродвигателя контролируется установкой величины напряжения и частоты статора, таким образом, чтобы магнитное поле в зазоре поддерживалось на нужной величине. Для поддержания постоянного магнитного поля в зазоре, отношение В/Гц должно быть постоянным на разных скоростях. На низких оборотах необходимо компенсировать падение напряжения на сопротивлении статора, поэтому отношение В/Гц на низких оборотах устанавливают выше чем номинальное значение. Скалярный метод управления наиболее широко используется для управления асинхронными электродвигателями.

Характеристика «Вольт/частота» означает, что двигатель работающий на 100% частоте может работать с полным номинальным напряжением, но с понижением частоты также должно быть отрегулировано рабочее напряжение. Например на двигатель работающий на 50% от номинальной частоты не должно подаваться более 50% рабочего напряжения и т. Д. Точные значения различны и поэтому должны быть взяты из документации на двигатель или определены путем проб и ошибок.

Индикация обеспечивает достигнутый крутящий момент («мощность») двигателя. Он должен быть не больше, чем может обеспечить двигатель. Громкий шум, например, знак слишком большого напряжения, отношение V/f должно быть меньше. Тем не менее, часто достаточно предоставить двигателю 100% рабочее напряжение при номинальной частоте (например, 50 Гц), а на пониженной частоте МК также пропорционально уменьшит среднее напряжение на обмотках двигателя.

Схема устройства

В схеме не используются какие-либо специальные компоненты. 5-вольтовый DC-DC преобразователь используется от зарядки мобильного телефона, а в случае 18-Вольтового преобразователя был использован небольшой источник питания для светодиодных светильников, где путем изменениея номиналов компонентов было увеличено напряжение с 12 до 18 Вольт. Требуемый ток зависит от выбранной микросхемы драйвера полумоста и ключей, находится в пределах около 150 мА для всех трех каналов. Как всегда, хорошая гальваническая развязка максимально важна для компонентов драйвера. Импульсы в нагрузке, вызванные переключением затворов, должны сглаживаться конденсаторами, как показано на схеме. 5-вольтовая часть питания потребляет около 40-80 мА без подсветки ЖК-дисплея, а львиная доля идет на светодиоды оптопар. Импульсные источники питания (например, зарядное от мобильного телефона) питаются от сети переменного тока. Так как в схеме имеется диодный мост B1, можно удалить внутренние диодные мосты этих источников питания и подключится уже к сети постоянного тока V+.

Известно, что частотные преобразователи генерируют высокочастотные импульсы поэтому необходимо исключить попадание их в бытовую сеть.Также желательно, чтобы более длинные провода от выхода преобразователя до потребителя были экранировны, либо проходили через фильтр непосредственно на выходе преобразователя. Частота ШИМ составляет около 31 кГц и имеет крутые фронты, поэтому необходимо уделить не мало внимания для подавления этих помех. Конденсаторы C15 - C18 должны быть класса X2, причем C17/C18 типа Y. Подходящими являются специально предназначенные конденсаторы для подавления помех, если они имеют необходимый диэлектрический запас прочности. Как видно на рисунке, я использовал готовый сетевой фильтр с разъемом для шнура питания. Шунт R7 (шунт) должен выдерживать рабочий ток двигателя, я использовал 5-ваттный керамический резистор. Высокий пусковой ток, когда конденсатор постоянного тока не заряжен, ограничен R11, высокоамперный NTC, который также распространен в блоках питания ПК. здесь хорошо подходит тип 644, например, Philips.

Кстати, 18 Вольт используются только потому, что доступные мне в данный момент оптопары типа 3120 требуют напряжения питания не менее 16 вольт. Если бы у меня были оптопары типа HCPL3180, 12 Вольт было бы достаточно.

Показанный на схеме выходной каскад (показана только одна фаза, две другие идентичны) имеет встроенную токовую защиту, реализованную на шунте R7 и транзисторах T1 и T2. Если ток потребления слишком высок (около 2 А), T1 открывается и включает T2. Высокий уровень на коллекторе T2 активирует вход отключения микросхемы драйвера. Дросселя L4 и L3 должны быть сильноточными, имеющими запас по максимальному току двигателя.

Конденсаторы, подключенные параллельно кнопкам, предотвращают поступление помех от соседних линий LCD и PWM и обеспечивают минимальный ток на кнопках. Кнопки циклически опрашиваются командный интерпретатором и, следовательно, не требуют отдельной функции антидребезга.

Рядом с ISP разъемом имеется дополнительный разъем SV1. К его контактам могут быть подключены два аналоговых сигнала (контакты 6 и 8). Контакт 6 (5 канал АЦП) управляет отношением V/f, сигнал управления частотой подается на контакт 8 (4 канал АЦП). Контакт 4 переключает между внешним (АЦП) и внутренним (кнопка и ЖК-дисплей) управлением. Когда контакт замкнут на землю, система переключается на внешнее управление. Контакт 2 используется для изменения направления вращения двигателя.

Важным замечанием является различие между GND и GNDI: GND - это часть питания управляющей электроники, отделенная от сети, в то время как GNDI подключается напрямую к сети. Ни при каких обстоятельствах нельзя соединять GND и GNDI! Наоборот, в любом случае следует соблюдать достаточные безопасные расстояния. Поэтому в моем прототипе плата управления и питания полностью отделены друг от друга и соединены только платой оптопар.

Выводы

Из-за простоты управляющей части и использования стандартных компонентов представленный преобразователь частоты является достойным проектом, чтобы продемонстрировать возможности современных микроконтроллеров и поэкспериментировать с управлением двигателями. В зависимости от используемого выходного каскада возможно управлять другими типами двигателей, например, от электромобилей, жестких дисков, зеркальных головок лазерных принтеров. Изменение частоты ШИМ, производится в подпрограмме TimersInit(). Другие настройки прескалера для всех 3-х таймеров могут изменены с помощью битов «CSx1», в настоящее время установленных на 0. Конечно, MК также может работать с внутренним генератором 8 МГц. Это дает еще два свободных контакта порта, например, для осуществления обратной связи по току или контроль скорости.

Внешнее управление аналоговыми входами позволяет использовать привода серводвигателей, таких как "Capstan" и, например этими средствами стабилизировать PLL. Встроенный ПИД-регулятор с регулируемыми параметрами позволяет адаптировать его к широкому кругу задач. В любом случае мне интересно, что читатель может подумать о дополнениях, и я с нетерпением жду предложений и идей. Еще одно замечание: стоит сравнить цены различных возможных контроллеров. Зачастую «большой» ATmega328 теперь дешевле купить, чем его младших братьев. Если используется другой контроллер (Mega88, 168 и 328 все совместимы друг с другом), это следует учитывать в настройках проекта.

Автор: Matthias S


Файлы к статье "Частотный преобразователь для асинхронного двигателя на AVR"
Описание:

Исходный код(Си), схема Eagle

Размер файла: 202. 16 KB Количество загрузок: 1 911 Скачать

Схемы любительских частотных преобразователей - Конструкции простой сложности - Схемы для начинающих

     

Одна из первых схем преобразователя для питания трехфазного двигателя была опубликована в журнале «Радио» №11 1999г. Разработчик схемы М. Мухин в то время был учеником 10 класса и занимался в радиокружке.

Преобразователь предназначался для питания миниатюрного трехфазного двигателя ДИД-5ТА, который использовался в станке для сверления 

печатных плат. При этом следует отметить, что рабочая частота этого двигателя 400Гц, а напряжение питания 27В. Кроме того, средняя точка 

двигателя (при соединении обмоток «звездой») выведена наружу, что позволило предельно упростить схему: понадобилось всего три выходных 

сигнала, а на каждую фазу потребовался всего один выходной ключ. Схема генератора показана на рисунке 1.

Как видно из схемы преобразователь состоит из трех частей: генератора-формирователя импульсов трехфазной последовательности на 

микросхемах DD1…DD3, трех ключей на составных транзисторах (VT1…VT6) и собственно электродвигателя M1.

На рисунке 2 показаны временные диаграммы импульсов, сформированных генератором-формирователем. Задающий генератор выполнен на микросхеме 

DD1. С помощью резистора R2 можно установить требуемую частоту вращения двигателя, а также изменять ее в некоторых пределах. Более 

подробную информацию о схеме можно узнать в указанном выше журнале. Следует отметить, что по современной терминологии подобные 

генераторы-формирователи называются контроллерами.


Рисунок 1.


Рисунок 2. Временные диаграммы импульсов генератора.

На базе рассмотренного контроллера А. Дубровским из г. Новополоцка Витебской обл. была разработана конструкция частотно-регулируемого 

привода для двигателя с питанием от сети переменного тока напряжением 220В. Схема устройства была опубликована в журнале «Радио» 2001г. 

№4.

В этой схеме, практически без изменений, используется только что рассмотренный контроллер по схеме М. Мухина. Выходные сигналы с 

элементов DD3.2, DD3.3 и DD3.4 используются для управления выходными ключами A1, A2, и A3, к которым подключается электродвигатель. На 

схеме полностью показан ключ A1, остальные идентичны. Полностью схема устройства показана на рисунке 3.


Рисунок 3.

Подключение двигателя к выходу трехфазного инвертора

Для ознакомления с подключением двигателя к выходным ключам стоит рассмотреть упрощенную схему, приведенную на рисунке 4.

Подключение двигателя к выходу трехфазного инвертора


Рисунок 4.

На рисунке показан электродвигатель M, управляемый ключами V1…V6. Полупроводниковые элементы для упрощения схемы показаны в виде 

механических контактов. Питание электродвигателя осуществляется постоянным напряжением Ud получаемым от выпрямителя (на рисунке не 

показан). При этом, ключи V1, V3, V5 называются верхними, а ключи V2, V4, V6 нижними.

Совершенно очевидно, что открытие одновременно верхних и нижних ключей, а именно парами V1&V6, V3&V6, V5&V2 совершенно недопустимо: 

произойдет короткое замыкание. Поэтому, для нормальной работы такой ключевой схемы, обязательно, чтобы к моменту открытия нижнего ключа 

верхний ключ уже был закрыт. С этой целью контроллеры управления формируют паузу, часто называемую «мертвой зоной».

Величина этой паузы такова, чтобы обеспечить гарантированное закрытие силовых транзисторов. Если эта пауза будет недостаточна, то 

возможно кратковременное открытие верхнего и нижнего ключа одновременно. Это вызывает нагрев выходных транзисторов, часто приводящий к 

выходу их из строя. Такую ситуацию называют сквозными токами.

Вернемся к схеме, показанной на рисунке 3. В данном случае верхними ключами являются транзисторы 1VT3, а нижними 1VT6. Нетрудно заметить, 

что нижние ключи гальванически связаны с управляющим устройством и межу собой. Поэтому управляющий сигнал с выхода 3 элемента DD3.2 через 

резисторы 1R1 и 1R3 подаются непосредственно на базу составного транзистора 1VT4…1VT5. Этот составной транзистор есть не что иное, как 

драйвер нижнего ключа. В точности также от элементов DD3, DD4 управляются составные транзисторы драйверов нижнего ключа каналов A2 и A3. 

Питание всех трех каналов осуществляется от одного и того же выпрямителя на диодном мосте VD2.

Верхние же ключи гальванической связи с общим проводом и управляющим устройством не имеют, поэтому для управления ими кроме драйвера на 

составном транзисторе 1VT1…1VT2 пришлось в каждый канал установить дополнительный оптрон 1U1. Выходной транзистор оптрона в этой схеме 

также выполняет функцию дополнительного инвертора: когда на выходе 3 элемента DD3.2 высокий уровень открыт транзистор верхнего ключа 

1VT3.

Для питания каждого драйвера верхнего ключа используется отдельный выпрямитель 1VD1, 1C1. Каждый выпрямитель питается от индивидуальной 

обмотки трансформатора, что можно рассматривать как недостаток схемы.

Конденсатор 1C2 обеспечивает задержку переключения ключей около 100 микросекунд, столько же дает оптрон 1U1, тем самым формируется 

вышеупомянутая «мертвая зона».

Достаточно ли только регулирования частоты?

С понижением частоты питающего переменного напряжения падает индуктивное сопротивление обмоток двигателя (достаточно вспомнить формулу 

индуктивного сопротивления), что приводит к увеличению тока через обмотки, и, как следствие, к перегреву обмоток. Также происходит 

насыщение магнитопровода статора. Чтобы избежать этих негативных последствий, при уменьшении частоты приходится снижать и эффективное 

значение напряжения на обмотках двигателя.

Одним из способов решения проблемы в любительских частотниках предлагалось это самое эффективное значение регулировать при помощи ЛАТРа, 

подвижный контакт которого имел механическую связь с переменным резистором регулятора частоты. Такой способ был рекомендован в статье С. 

Калугина «Доработка регулятора частоты вращения трехфазных асинхронных двигателей». Журнал «Радио» 2002, №3, стр.31.

В любительских условиях механический узел получался в изготовлении сложным, а главное ненадежным. Более простой и надежный способ 

использования автотрансформатора был предложен Э. Мурадханяном из Еревана в журнале «Радио» №12 2004. Схема этого устройства показана на 

рисунках 5 и 6.

Напряжение сети 220В подается на автотрансформатор T1, а с его подвижного контакта на выпрямительный мост VD1 с фильтром C1, L1, C2. На 

выходе фильтра получается изменяемое постоянное напряжение Uрег, используемое собственно для питания двигателя.


Рисунок 5.

Напряжение Uрег через резистор R1 также подается на задающий генератор DA1, выполненный на микросхеме КР1006ВИ1 (импортный вариант 

NE555). В результате такого подключения обычный генератор прямоугольных импульсов превращается в ГУН (генератор, управляемый 

напряжением). Поэтому, при увеличении напряжения Uрег увеличивается и частота генератора DA1, что приводит к увеличению частоты вращения 

двигателя. При снижении напряжения Uрег пропорционально уменьшается и частота задающего генератора, что позволяет избежать перегрев 

обмоток и перенасыщение магнитопровода статора.


Рисунок 6.

В той же журнальной статье автор предлагает вариант задающего генератора, который позволяет избавиться от использования 

автотрансформатора. Схема генератора показана на рисунке 7.


Рисунок 7.

Генератор выполнен на втором триггере микросхемы DD3, на схеме обозначен как DD3.2. Частота задается конденсатором C1, регулировка 

частоты осуществляется переменным резистором R2. Вместе с регулировкой частоты изменяется и длительность импульса на выходе генератора: 

при понижении частоты длительность уменьшается, поэтому напряжение на обмотках двигателя падает. Такой принцип управления называется 

широтно импульсной модуляцией (ШИМ).

В рассматриваемой любительской схеме мощность двигателя невелика, питание двигателя производится прямоугольными импульсами, поэтому ШИМ 

достаточно примитивна. В реальных промышленных частотных преобразователях большой мощности ШИМ предназначена для формирования на выходе 

напряжений практически синусоидальной формы, как показано на рисунке 8, и для реализации работы с различными нагрузками: при постоянном 

моменте, при постоянной мощности и при вентиляторной нагрузке.

Форма выходного напряжения одной фазы трехфазного инвертора с ШИМ


Рисунок 8. Форма выходного напряжения одной фазы трехфазного инвертора с ШИМ.

Силовая часть схемы

Современные фирменные частотники имеют на выходе мощные транзисторы структуры MOSFET или IGBT, специально предназначенные для работы в 

преобразователях частоты. В ряде случаев эти транзисторы объединены в модули, что в целом улучшает показатели всей конструкции. 

Управление этими транзисторами производится с помощью специализированных микросхем-драйверов. В некоторых моделях драйверы выпускаются 

встроенными в транзисторные модули.

Наиболее распространены в настоящее время микросхемы и транзисторы фирмы International Rectifier. В описываемой схеме вполне возможно 

применить драйверы IR2130 или IR2132. В одном корпусе такой микросхемы содержится сразу шесть драйверов: три для нижнего ключа и три для 

верхнего, что позволяет легко собрать трехфазный мостовой выходной каскад. Кроме основной функции эти драйверы содержат также несколько 

дополнительных, например защита от перегрузок и коротких замыканий. Более подробную информацию об этих драйверах можно узнать из 

технических описаний Data Sheet на соответствующие микросхемы.

При всех достоинствах единственный недостаток этих микросхем их высокая цена, поэтому автор конструкции пошел другим, более простым, 

дешевым, и в то же время работоспособным путем: специализированные микросхемы-драйверы заменены микросхемами интегрального таймера 

КР1006ВИ1 (NE555).

Выходные ключи на интегральных таймерах

Если вернуться к рисунку 6, то можно заметить, что схема имеет для каждой из трех фаз выходные сигналы, обозначенные как «Н» и «В».  

Наличие этих сигналов позволяет раздельно управлять верхними и нижними ключами. Такое разделение позволяет формировать паузу между 

переключением верхних и нижних ключей при помощи блока управления, а не самими ключами, как было показано в схеме на рисунке 3.

Схема выходных ключей с применением микросхем КР1006ВИ1 (NE555) показана на рисунке 9. Естественно, что для трехфазного преобразователя 

понадобится три экземпляра таких ключей.


Рисунок 9.

В качестве драйверов верхних (VT1) и нижних (VT2) ключей используются микросхемы КР1006ВИ1, включенные по схеме триггеров Шмидта. С их 

помощью возможно получить импульсный ток затвора не менее 200мА, что позволяет получить достаточно надежное и быстрое управление 

выходными транзисторами.

Микросхемы нижних ключей DA2 имеют гальваническую связь с источником питания +12В и, соответственно, с блоком управления, поэтому их 

питание осуществляется от этого источника. Микросхемы верхних ключей можно запитать так же, как было показано на рисунке 3 с 

использованием дополнительных выпрямителей и отдельных обмоток на трансформаторе. Но в данной схеме применяется иной, так называемый, 

«бустрепный» метод питания, смысл которого в следующем. Микросхема DA1 получает питание от электролитического конденсатора C1, заряд 

которого происходит по цепи: +12В, VD1, C1, открытый транзистор VT2 (через электроды сток – исток), «общий».

Другими словами заряд конденсатора C1 происходит в то время, когда открыт транзистор нижнего ключа. В этот момент минусовой вывод 

конденсатора С1 оказывается практически накоротко соединен с общим проводом (сопротивление открытого участка «сток – исток» у мощных 

полевых транзисторов составляет тысячные доли Ома!), что и обеспечивает возможность его заряда.

При закрытом транзисторе VT2 также закроется и диод VD1, заряд конденсатора C1 прекратится до следующего открытия транзистора VT2. Но 

заряд конденсатора C1 достаточен для питания микросхемы DA1 на время, пока закрыт транзистор VT2. Естественно, что в этот момент 

транзистор верхнего ключа находится в закрытом состоянии. Данная схема силовых ключей оказалась настолько хороша, что без изменений 

применяется и в других любительских конструкциях.

В данной статье рассмотрены лишь самые простые схемы любительских трехфазных инверторов на микросхемах малой и средней степени 

интеграции, с которых все начиналось, и где можно даже по схеме рассмотреть все «изнутри». Более современные конструкции вы

Частотный преобразователь, принцип работы, советы при выборе

Здравствуйте, дорогие читатели! Сегодня вы узнаете, что такое частотный преобразователь для электродвигателя, так же рассмотрим его принцип работы и основные характеристики. Во всем мире с успехом реализуются принципы частотного управления асинхронным электроприводом. Способ предусматривает кроме значительной экономии электроэнергии, усовершенствованное управление работы агрегатов, и ведет к существенному энергосбережению.

Частотный преобразователь часто применяют для плавного регулирования скорости асинхронного электродвигателя за счет создания на выходе преобразователя электрического напряжения заданной частоты. В простейших случаях регулирование частоты и напряжения происходит в соответствии с заданной характеристикой V/f, в наиболее совершенных преобразователях реализовано так называемое векторное управление.

   Виды частотных преобразователей

Частотный преобразователь электронного типа — это устройство, состоящее из выпрямителя, преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный, и инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный требуемых частоты и амплитуды. Выходные тиристоры или транзисторы обеспечивают необходимый ток для питания электродвигателя.

Для улучшения формы выходного напряжения между преобразователем и двигателем иногда ставят дроссель, а для уменьшения электромагнитных помех EMC-фильтр.

Принцип работы частотного преобразователя

Использование частотных преобразователей повсеместно признано самым эффективным методом регулировки скорости вращения. Действие устройства заключается в формировании из значения выходного напряжения (U), характеризуемого постоянной частотой (F) и амплитудой (A), в напряжение с переменными параметрами. Это приводит к изменению величины частоты магнитного поля, изменяющего механическое вращение вала двигателя.

Принимая во внимание, что момент нагрузки постоянен, сила тока зависит от нагрузки, соответственно, происходит изменение подаваемого на клеммы двигателя напряжения пропорционального частоте, это сохраняет неизменным поток намагничивания и постоянный крутящий момент, а также неизменное значение тока.

Как следствие этих процессов, наблюдается постоянная корректировка скорости и вращающего момента в отношении рабочей нагрузки. Потери – минимальны, это достигается при помощи поддержания постоянного скольжения при любой скорости, для всех нагрузок.

Преимущества способа частотного регулирования

  • Управление электродвигателем может осуществляться на значительном расстоянии в удобном для этого месте
  • Мягкий пуск и уменьшение затрат на техническое обслуживание устройства
  • Возможность увеличивать производительность с помощью регулирования скорости, в соответствии с требуемой производственной потребностью
  • Повышенный КПД преобразователя частоты до 97% асинхронной машины и до 95% повышает энергоэффективность за счет способа управления применяемого электродвигателя
  • Статический преобразователь применяется для переменного момента (невысокий крутящий момент, небольшие скорости) с уменьшенной величиной напряжения на клеммах присоединения к электродвигателю. Также, для использования в случае неизменного момента и мощности, в таком случае высокая эффективность достигается за счет плавного управления скоростью. Благодаря этим возможностям система может считаться универсальной
  • Обязательный контроль скорости способствует достижению оптимизации технологического процесса

На что обратить внимание при выборе

Производители делают упор на стоимость преобразователя. Поэтому многие опции доступны только у дорогих моделей. При выборе устройства следует определиться с основными требованиями для конкретного использования.

  • Управление может быть векторным или скалярным. Первое даёт возможность точной регулировки. Второе лишь поддерживает одно, заданное соотношение между частотой и напряжением на выходе и подходит только для простых приборов, вроде вентилятора
  • Чем выше указанная мощность, тем универсальнее будет устройство — обеспечится взаимозаменяемость и упростится обслуживание оборудования
  • Напряжение в отечественных сетях оставляет желать лучшего. То оно падает ниже 180 вольт, то взлетает выше 270 вольт. Поэтому диапазон напряжения сети должен быть максимально широким. Понижение не так опасно для устройства, как повышение. При последнем — вполне могут взорваться сетевые конденсаторы
  • Частота должна полностью соответствовать потребностям производства. Нижний предел указывает на диапазон регулирования скорости привода. Если нужен более широкий, потребуется векторное управление. На практике применяются частоты от 10 до 60 Гц, реже до 100 Гц.
  • Управление осуществляется через различные входы и выходы. Чем их больше, тем лучше. Но большее количество разъёмов существенно увеличивает стоимость устройства и усложняет его настройку
  • Шина управления подключаемого оборудования должна совпадать с возможностями схемы частотного преобразователя асинхронного двигателя по количеству входов и выходов. Лучше иметь небольшой запас для модернизации
  • Перегрузочные способности. Оптимален выбор устройства с мощностью на 15% больше мощности используемого двигателя. В любом случае нужно прочесть документацию. Производители указывают все основные параметры двигателя. Если важны пиковые нагрузки, следует выбрать преобразователь с показателем пикового тока на 10% больше указанного

Видео 

Подключение 3-х фазного двигателя в сеть 220 В с помощью частотника

 

Ввод в эксплуатацию преобразователь частоты

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Схема преобразователя напряжения в частоту с использованием AD654

Преобразователь напряжения в частоту (VFC) - это генератор, который выдает прямоугольный сигнал, частота которого линейно пропорциональна его входному напряжению. Выходной прямоугольный сигнал может быть напрямую подан на цифровой вывод микроконтроллера для точного измерения входного постоянного напряжения, что означает, что входное напряжение может быть измерено с помощью 8051 или любого другого микроконтроллера, не имеющего встроенного АЦП.

VFC часто ошибочно принимают за генератор, управляемый напряжением (VCO), но VFC имеют много преимуществ и улучшенных характеристик производительности, которых нет у (VCO), таких как динамический диапазон, низкая погрешность линейности, стабильность с температурой и напряжением питания и многие другие. Больше.Обратное преобразование VFC также может означать преобразование частоты в напряжение, которое мы уже продемонстрировали в предыдущем уроке.

Здесь IC AD654 используется в этой схеме для демонстрации работы, которая представляет собой монолитное напряжение для преобразователя частоты. Осциллограф также используется для отображения выходной прямоугольной волны.

IC AD654

AD654 представляет собой микросхему преобразователя напряжения в частоту IC и поставляется в 8-выводном корпусе DIP. Он состоит из входного усилителя, очень точного встроенного генератора и сильноточного выходного драйвера с открытым коллектором, который позволяет ИС управлять до 12 ТТЛ-нагрузками, оптопарами, длинными кабелями или аналогичными нагрузками и может работать в между (5-30) вольт.Еще стоит упомянуть, что, в отличие от других микросхем, микросхема AD654 выдает сигнал прямоугольной формы, поэтому микроконтроллер может легко измерить показания. Некоторые из наиболее интересных функций этого чипа перечислены ниже.

Характеристики:

  • Широкое входное напряжение ± 30 В
  • Полная частота до 500 кГц
  • Высокое входное сопротивление 125 МОм,
  • Низкий дрейф (4 мкВ / ° C)
  • 2,0 мА Ток покоя
  • Низкое смещение 1 мВ
  • Минимальные требования к внешним компонентам

Необходимые компоненты

Sl. Нет Детали Тип Кол-во
1 AD 654 IC 1
2 LM7805 Регулятор напряжения IC 1
3 1000 пФ Конденсатор 1
4 0,1 мкФ Конденсатор 1
5 470 мкФ, 25 В Конденсатор 1
6 10 К, 1% Резистор 4
7 Потенциометр, 10К Переменный резистор 1
8 Блок питания 12 В, постоянный ток 1
9 Проволока одного калибра Общий 6
10 Макет Общий 1

Принципиальная схема

Схема для этой схемы преобразователя напряжения в частоту взята из таблицы , и некоторые внешние компоненты были добавлены для модификации схемы для этой демонстрации

Эта схема построена на макетной плате без пайки с компонентами, показанными на схеме. В демонстрационных целях во входной части усилителя добавлен потенциометр для изменения входного напряжения, и с его помощью мы можем наблюдать изменение выходного сигнала.

Примечание! Все компоненты размещены как можно ближе, чтобы уменьшить индуктивность и сопротивление паразитной емкости.

Как работает устройство?

В качестве входа используется внутренний операционный усилитель, который преобразует входное напряжение в ток возбуждения для повторителя NPN, когда ток возбуждения 1 мА подается на ток преобразователя частоты. Он заряжает внешний синхронизирующий конденсатор, и эта схема позволяет генератору обеспечивать нелинейность во всем диапазоне напряжений от 100 нА до 2 мА.Этот вывод также поступает на выходной драйвер, который представляет собой просто силовой транзистор NPN с открытым коллектором, из которого мы можем получить выход

.

Расчеты

Для теоретического расчета выходной частоты цепи можно использовать следующую формулу

  Fout  = Vin / 10 * Rt * Ct 

Где,

  • Fout - выходная частота
  • Vin - входное напряжение цепи,
  • Rt - резистор для RC-генератора
  • Ct - конденсатор для генератора Rc

Например,

  • Vin до 0. или 100 мВ
  • Rt is 10000K или 10K
  • Ct быть 0,001 мкФ или 1000 пФ
  Fout  = 0,1 / (10 * 10 * 0,001)

  Fout  =  1 кГц  

Итак, если на вход схемы подается 0,1В , мы получим 1 кГц на выходе

Испытания преобразователя напряжения в частоту

Для проверки схемы используются следующие инструменты

  1. Импульсный источник питания 12 В (SMPS)
  2. Meco 108B + мультиметр
  3. Hantech 600BE USB-осциллограф для ПК

Для построения схемы используются 1% -ные металлопленочные резисторы, допуск конденсаторов не принимается во внимание.Во время тестирования

температура в помещении составляла 22 градуса Цельсия.

Тестовая установка

Как видите, входное напряжение постоянного тока составляет 11,73 В

А напряжение на входе микросхемы 104,8 мВ

Здесь вы можете увидеть, что выходной сигнал моего DSO составляет 1. 045 кГц.

Подробное видео рабочей схемы приведено ниже, где было дано несколько входов, а частота изменена в соотношении входного напряжения.

Дальнейшее улучшение

Сделав схему на печатной плате, можно повысить стабильность, также можно использовать резисторы и конденсаторы с допуском 0,5% для повышения точности. Самая важная часть этой схемы - это секция RC-генератора, поэтому RC-генератор необходимо разместить как можно ближе к входным контактам, в противном случае начальная емкость и сопротивление дорожек печатной платы или компонента могут снизить точность схемы.

Приложения

Это очень полезная ИС, которую можно использовать во многих приложениях, некоторые из которых перечислены ниже

  • AD654 VFC как АЦП
  • Удвоитель частоты
  • Датчик температуры с термопарой
  • Тензодатчик
  • Генератор функций
  • Прецизионные часы с автоподстройкой

Надеюсь, вам понравилась эта статья и вы узнали из нее что-то новое. Если у вас есть сомнения, вы можете задать вопрос в комментариях ниже или воспользоваться нашим форумом для подробного обсуждения.

2 Объяснение простых схем преобразователя напряжения в частоту

Схема преобразователя напряжения в частоту преобразует пропорционально изменяющееся входное напряжение в пропорционально изменяющуюся выходную частоту.

В первой конструкции используется микросхема IC VFC32, которая представляет собой усовершенствованное устройство преобразования напряжения в частоту от BURR-BROWN, специально разработанное для получения чрезвычайно пропорциональной частотной характеристики подаваемому входному напряжению для заданного применения схемы преобразователя напряжения в частоту.

Как работает устройство

Если входное напряжение изменяется, выходная частота следует этому и изменяется пропорционально с большой степенью точности.

Выход микросхемы представляет собой транзистор с открытым коллектором, которому просто нужен внешний подтягивающий резистор, подключенный к источнику 5 В, чтобы выход был совместим со всеми стандартными устройствами CMOS, TTL и MCU.

Можно ожидать, что выходной сигнал этой ИС будет устойчивым к шумам и с превосходной линейностью.

Полный диапазон преобразования выходного сигнала определяется включением внешнего резистора и конденсатора, размеры которых могут быть изменены для получения достаточно широкого диапазона отклика.

Основные характеристики VFC32

Устройство VFC32 также имеет функцию работы противоположным образом, то есть его можно настроить для работы как преобразователь частоты в напряжение, с аналогичной точностью и эффективностью. Об этом мы подробно поговорим в следующей статье.

ИС может поставляться в различных упаковках в зависимости от требований вашего приложения.

На первом рисунке ниже изображена стандартная конфигурация схемы преобразователя напряжения в частоту, где R1 используется для настройки диапазона обнаружения входного напряжения.

Включение обнаружения полной шкалы

Резистор 40 кОм может быть выбран для получения обнаружения входа полной шкалы от 0 до 10 В, другие диапазоны могут быть достигнуты простым решением следующей формулы:

R1 = Vfs / 0. 25 мА

Предпочтительно R1 должен быть типа MFR для обеспечения повышенной стабильности. Регулируя значение R1, можно уменьшить доступный диапазон входного напряжения.

Для достижения регулируемого выходного диапазона FSD вводится C1, значение которого может быть соответствующим образом выбрано для назначения любого желаемого диапазона преобразования выходной частоты, здесь, на рисунке, он выбран, чтобы дать шкалу от 0 до 10 кГц для входного диапазона от 0 до 10 В. .

Однако следует отметить, что качество C1 может напрямую влиять на линейность или точность вывода, поэтому рекомендуется использовать конденсатор высокого качества.Тантал, возможно, станет хорошим кандидатом для этого типа области применения.

Для более высоких диапазонов порядка 200 кГц и выше можно выбрать конденсатор большего размера для C1, в то время как R1 можно установить на 20 кОм.

Соответствующий конденсатор C2 не обязательно влияет на работу C1, однако значение C2 не должно выходить за заданный предел. Значение для C2, как показано на рисунке ниже, не следует снижать, хотя увеличение его значения выше этого может быть нормальным

Частотный выход

Распиновка частот IC внутренне сконфигурирована как транзистор с открытым коллектором, что означает что выходной каскад, подключенный к этому выводу, будет испытывать только понижающееся напряжение / ток (низкий логический уровень) для предлагаемого преобразования напряжения в частоту.

Чтобы получить переменную логическую реакцию вместо только ответа «понижающийся ток» (низкий логический уровень) от этой распиновки, нам необходимо подключить внешний подтягивающий резистор с питанием 5 В, как показано на второй диаграмме выше.

Это обеспечивает поочередно изменяющийся логический высокий / низкий отклик в этой распиновке для подключенного каскада внешней схемы.

Возможные приложения

Описанная схема преобразователя напряжения в частоту может использоваться для многих конкретных приложений пользователя и может быть настроена для любых соответствующих требований. Одним из таких приложений может быть создание цифрового измерителя мощности для записи потребления электроэнергии для данной нагрузки.

Идея состоит в том, чтобы подключить резистор, чувствительный к току, последовательно с рассматриваемой нагрузкой, а затем интегрировать развивающийся ток, нарастающий на этом резисторе, с описанной выше схемой преобразователя напряжения в частоту.

Поскольку ток, нарастающий на чувствительном резисторе, будет пропорционален потребляемой нагрузке, эти данные будут точно и пропорционально преобразованы в частоту с помощью описанной схемы.

Преобразователь частоты может быть дополнительно интегрирован со схемой частотомера IC 4033 для получения цифровых откалиброванных показаний потребления нагрузки, и это может быть сохранено для будущей оценки.

Предоставлено: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/vfc32.pdf

2) Использование IC 4151

Следующая высокопроизводительная схема преобразователя частоты в напряжение построена на основе нескольких компонентов и ИС на основе коммутационной схемы. При значениях деталей, указанных на схеме, коэффициент преобразования достигается с линейной характеристикой прибл.1%. При подаче входного напряжения от 0 до 10 В оно преобразуется в пропорциональную величину выходного напряжения прямоугольной формы от 0 до 10 кГц.

С помощью потенциометра P1 можно настроить схему так, чтобы входное напряжение 0 В генерировало выходную частоту 0 Гц. Компонентами, отвечающими за фиксацию частотного диапазона, являются резисторы R2, R3, R5, P1 вместе с конденсатором C2.

Применяя формулы, показанные ниже, можно преобразовать отношение напряжения к частоте, чтобы схема работала очень хорошо для нескольких уникальных приложений.

При определении произведения T = 1.1.R3.C2 вы должны убедиться, что оно всегда меньше половины минимального периода вывода, то есть

2 простых проекта преобразователя света в частоту для преобразования света в импульсы

В этой статье мы собираемся увидеть, что такое схема преобразователя света в частоту, как она работает, как использовать ее в проекте и ее характеристики.

Независимо от того, к какой категории вы принадлежите, профессионалу, любителю, инженеру или студенту, модульные компоненты всегда сокращают половину нашей головной боли при проектировании схем.

Они устраняют необходимость в разработке специальных схем и снижают затраты. Одним из таких модульных компонентов является преобразователь света в частоту TSL235R.

Что такое преобразователь света в частоту (TSL235R)?

Этот модульный компонент представляет собой интегральную схему, которая преобразует силу света в частоту с коэффициентом заполнения 50%.

Интенсивность и частота света пропорциональны.

Когда усиливается окружающая или какая-либо внешняя освещенность, выходная частота увеличивается, и наоборот.

TSL235R - устройство на трех ножках, внешне очень похоже на транзистор с полупрозрачным корпусом.

Он бывает двух видов: для поверхностного монтажа и для обычного монтажа на печатной плате.

Основным преимуществом этой ИС является то, что для генерации частоты не требуется никаких внешних компонентов; он может напрямую подключаться к любому микроконтроллеру или микропроцессору.

Имеет крошечную выпуклую линзу перед модулем для фокусировки света, а задняя сторона плоская. Он очень чувствителен, так как обнаруживает крошечные изменения света.

Обзор спецификаций:

TSL235R может питаться от 2,7 В до 5,5 В (номинальное напряжение 5 В).

Он имеет широкий диапазон светового отклика от 320 до 1050 нм, который охватывает от ультрафиолетового до видимого света. Он имеет рабочую температуру от -25 градусов Цельсия до +70 градусов Цельсия.

Имеет температурный коэффициент 150 ppm на градус Цельсия. Максимальная частота, которую он может передавать, составляет 100 кГц, а минимальная частота находится в диапазоне нескольких 100 Гц.

Выходной рабочий цикл строго откалиброван на 50%.Он имеет длину 19,4 мм, включая клеммы, и ширину 4,6 мм.

Конденсатор в диапазоне от 0,01 мфд до 0,1 мфд должен быть подключен к его клемме источника питания, а конденсатор и TLS235R должны быть замкнуты, насколько это возможно.

Как это работает?

Он объединяет два компонента: кремниевый фотодиод и преобразователь тока в частоту (CFC). CFC - это схема, которая преобразует текущий параметр в частотный.

Ток, протекающий через фотодиод, пропорционален силе света.

Преобразователь тока в частоту (CFC) измеряет величину тока, протекающего через фотодиод.

Когда ток через фотодиод увеличивается; CFC повышает его частоту, и наоборот. Таким образом мы получаем косвенное преобразование света в частоту.

Как и где им пользоваться?

Вы можете использовать TSL235R там, где вы работаете с любым проектом, основанным на освещении, например:

· Вы можете использовать его для измерения интенсивности окружающего освещения, например, люксметр.

· Вы можете соединить светодиод и TSL235R для цепи обратной связи в инверторе, где выходной сигнал должен быть стабилизирован независимо от подключенной нагрузки.

· Может использоваться в детекторе движения, где можно обнаружить любое изменение интенсивности света.

· Может использоваться в системе безопасности.

· Может использоваться в автоматической системе уличного освещения, где падение частоты может быть обнаружено микроконтроллером и инициировано выходом.

Вот иллюстрация, как взаимодействовать с микроконтроллером

Количество приложений неограничено, когда вы начинаете играть с ним и понимаете правильно.

Преобразователь света в частоту с использованием IC 555

Аналогичная схема может быть достигнута при использовании IC 555, подключенного в нестабильном режиме с одним из резисторов, замененных на LDR, как показано ниже:

Конденсатор C1 может быть заменены другими значениями для получения других наборов частотных диапазонов в соответствии со спецификациями приложения.

Вывод 3 микросхемы IC 555 может быть интегрирован в любую желаемую внешнюю нагрузку или схему. В случае, если требуется TTL-совместимый выход, убедитесь, что на IC 555 подается точное напряжение 5 В.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits. com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

Цепи напряжения в частоту: схемы преобразователя :: Next.gr

  • D169 служит датчиком уровня и обеспечивает дополнительные выходные сигналы.Операционный усилитель используется для интегрирования входного сигнала Vin с постоянной времени R1C1. Входной сигнал (должен быть отрицательным) вызывает положительное изменение на выходе интегратора, которое суммируется ....

  • Схема принимает два входа с положительным напряжением VN и Vv и обеспечивает TTL-совместимую серию выходных импульсов, повторяемость которой mte пропорциональна отношению VN / V0.Полная выходная частота составляет около 100 Гц, а погрешность линейности менее 0,5 процента. ....

  • Circuit имеет выходной сигнал от 1 Гц до 30 МГц, динамический диапазон 150 дБ для входного напряжения от 0 до 5 В. Он поддерживает линейность 0,08% во всем диапазоне 71/3 декады с полным дрейфом около 20 ppm / ° C. Чтобы получить дополнительную пропускную способность, быстрый буфер FET управляет расширением....

  • Входное напряжение V1 заставляет C1 заряжаться и создавать линейное напряжение на выходе ОУ 741. Диоды D1 и D2 - четырехслойные устройства. Когда напряжение на C1 достигает напряжения отключения любого диода, диод проводит разряд на C1 ....

  • Эта схема может принимать положительное, отрицательное или дифференциальное управляющее напряжение.Выходная частота равна нулю, когда управляющее напряжение равно нулю. Операционный усилитель 741 образует источник тока, управляемый напряжением Ec, для линейной зарядки синхронизирующего конденсатора C1 . ....

  • Этот стабилизированный преобразователь напряжения в частоту работает с частотой 1 Гц -1,25 МГц, имеет линейность 0,05% и температурный коэффициент, как правило, 20 ppm / ° C.Эта схема работает от единственного источника питания 5 В. Преобразователь использует схему обратной связи по заряду, чтобы позволить ....

  • В этом приложении AD652IC используется в синхронизированном преобразователе V / F, который получает входной сигнал от th ..

  • Этот преобразователь напряжения в частоту, использующий микросхему Burr-Brown VFC 32 IC, использует несколько компонентов.Схема значений ..

  • Этот преобразователь напряжения в частоту (VFC) принимает входы биполярного переменного тока. Для входов от -10 до + 10 В c ..

  • В этой схеме ДИ заряжается до фиксированного опорного уровня, затем выгружают.Схема интегратора ICl ..

  • В этой схеме интегрирование выполняется с помощью обычного операционного усилителя и конденсатора обратной связи CF. Когда выход интегратора пересекает номинальный пороговый уровень на выводе 6 LM131, запускается временной цикл. Средний ток подается ....

  • Сигнал интегратора ОУ 741 подается на вход триггера Шмитта инвертора.Когда сигнал достигает величины положительного порогового напряжения, выход инвертора переключается на ноль. Выход инвертора управляет полевым транзистором ....

  • Эта схема основана на изменении частоты функционального генератора с входным напряжением ViNÂ · Обычно частота зависит от емкости и резистора, подключенного к выводу 6. Этот резистор заменен полевым транзистором. ..

  • В этой схеме используется программируемый операционный усилитель, такой как -HA2730-монолитный чип с двумя усилителями и независимыми портами программирования для каждого усилителя, скорость нарастания нарастания и другие параметры которого линейно изменяются в зависимости от так называемого установленного тока. В схеме преобразователя используется ....

  • Диод D1 предотвращает возникновение отрицательных выбросов на затворе полевого МОП-транзистора, резистор 100 Ом является паразитным подавителем, а Z1 служит регулятором рассеивающего напряжения на выходе, а также ограничивает напряжение стока до уровня ниже номинальной мощности полевого транзистора....

  • JFET 2N4416 обеспечивает коэффициент шума менее 3 дБ и усиление мощности более 20 дБ. Исключительно низкая кроссмодуляция и низкие интермодуляционные искажения JFET обеспечивают идеальные характеристики для входного каскада. Выходной сигнал подается в ....

  • Однофазные асинхронные двигатели широко используются в бытовой технике и промышленных устройствах управления.Однофазный асинхронный двигатель с постоянным разделенным конденсатором (PSC) является самым простым и наиболее широко используемым двигателем этого типа. Классификация, конструкция и рабочая ....

  • Вдохновение для VCO на рисунке 1 получены от Texas Instruments заметки по применению лет назад, детализирующие использование небуферизованных инверторов U-типа для использования в кольцевых генераторах.В Схема заметок по применению состоит только из инверторы. Схема ....

  • Схема на рисунке 1 представляет собой ГУН с квадратурным выходом, который обеспечивает как положительные, так и отрицательные выходные частоты, в зависимости от полярности входного управляющего напряжения. Схема обеспечивает функцию, которую разработчики традиционно реализуют в аналоговом виде....

  • Эта схема используется для преобразования монофонического аудиосигнала в стереосигнал, который можно панорамировать между левым и правым каналом с помощью управляющего сигнала 0-10 В, он предназначен для систем аналоговых синтезаторов. Трасса здесь в основном по историческим причинам, а ....

  • ГУН (генератор, управляемый напряжением) представляет собой аналоговую схему, поэтому вы не можете найти ее в библиотеках для разработки цифровых программируемых микросхем.Когда вам нужна такая схема для синхронизации или умножения часов, вам нужно найти схему, которая работает ....

  • Это DDS VFO 0-6 МГц, управляемый PIC16F84 (или `C84). VFO разделен на два модуля, модуль DDS и модуль контроллера. Схема печатной платы (двухсторонняя) для модуль DDS включен в виде двух файлов Postscript (масштаб 1: 1). .PS ....

  • Схема также представляет собой недорогой ГУН (генератор, управляемый напряжением), состоящий всего из пяти компонентов. На рынке представлено множество типов керамических конденсаторов для поверхностного монтажа. Детали постоянно становятся меньше из-за проблем с пространством на плате, и....

  • Описание отсутствует ...

  • Базовый VFC (преобразователь напряжения в частоту) на рисунке 1 состоит из интегратора (IC1) и схемы триггера Шмитта (IC2).Интегратор преобразует входное напряжение постоянного тока, VIN, в линейное изменение напряжения, а триггер Шмитта устанавливает пределы ....

  • Выходной кабель от моего генератора функций / развертки на 20 МГц свисал над стенкой рабочего места, а зажим «крокодил» зависал над полом. Глубоко поглощенный проектом, я подвинул удлинитель на полу немного ближе, чтобы я мог подключить цепь....

  • ..

  • В этой схеме преобразователя напряжения в частоту (VFC) используются 555 IC и 741 операционный усилитель в качестве основных компонентов.Эта схема может производить колебания до 20 кГц.

  • Напряжение на частоте очень полезно во многих ситуациях, например, при измерении температуры передачи с помощью стандартного речевого радиоприемопередатчика. В этой схеме (см. Принципиальную схему) используются только два операционных усилителя CA3130, но производительность достаточно хорошая.....

  • Вот принципиальная схема преобразователя V / F при отрицательном входном напряжении. В нем используется преобразователь напряжение-частота VFC32. Этот VFC32 применялся в ...

  • Используя микросхему LM231 / 331, мы можем построить недорогой преобразователь напряжения в частоту, идеально подходящий для аналого-цифрового преобразования, преобразования частоты в напряжение в долгосрочной перспективе...

  • Используя микросхему VFC110, мы можем построить высокочастотный преобразователь напряжения в частоту. Особенности этого чипа включают в себя возможность высокой частоты работы, функция блокировки, и ссылку на точность 5V на борту. Эту прецизионную ссылку можно использовать для ....

Цепи преобразования напряжения в частоту

Страница 2: Цепи преобразователя :: Далее.гр

- Стр. 2

  • Преобразователь напряжения в частоту (VFC)? Схема показана на принципиальной схеме ниже. Схема использует 555 IC в качестве основы своей функции. Эта схема ...

  • Эта схема состоит из генератора UJT, в котором синхронизирующий зарядный конденсатор C2 линейно зависит от входного сигнального напряжения.Зарядный ток задается напряжением на резисторе R5. который точно управляется усилителем ..

  • Эта схема преобразователя напряжения в частоту имеет генератор, управляемый напряжением и имеющий небольшое отклонение 0,5%. IC1 функционирует как мультивибратор a ...

  • Преобразователь напряжения в частоту с диапазоном регулирования 1: 1000 может быть легко сконструирован с использованием IC TSC9402.При заданных значениях компонентов в схеме получается коэффициент преобразования 1 кГц / 1 В. Входные напряжения от 10 мВ до 10 В преобразуются в . ...

    .
  • Этот преобразователь напряжения в частоту предназначен для подключения к частотомеру для отображения измеряемого значения напряжения. Эта комбинация преобразователь-счетчик дает дешевый, но функционально законченный цифровой вольтметр.Схема выдает ТТЛ ....

  • ..

  • ..

  • Это была небольшая схема, сделанная для управления счетчиком ударов.Сердце - ICL8038. Это, должно быть, двигатель, приводящий в движение конвейер, у двигателя есть устройство обратной связи, называемое тахогенератором. Здесь показана только часть схемы. Посмотреть изображение продукта ....

  • Схема преобразователя частоты, Схема преобразователя частоты в напряжение, Преобразователь частоты в напряжение с использованием TR, Применение преобразователя напряжения в частоту. .

  • Простая схема преобразователя света в частоту со схемой и схемой. Используется в качестве схемы измерения силы света. Проектирование с использованием TLC555, CMOS-версии микросхемы таймера NE 555 ....

  • 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 ....

  • Синхронный преобразователь напряжения в частоту (SVFC) AD652 является мощным строительным блоком для прецизионного аналого-цифрового преобразования, предлагая типичную нелинейность 0,002% (максимум 0,005%) при выходной частоте 100 кГц.Присущая монотонности ....

  • AD654 - это монолитный преобразователь V / F, состоящий из входного усилителя, прецизионной системы генерации и сильноточного выходного каскада. Единственная RC-сеть - это все, что требуется для настройки любой частоты полной шкалы (FS) до 500 кГц и любого входа FS ....

  • AD7740 - это самый компактный и недорогой VFC с 12-битной точностью в мире.Поскольку это синхронный преобразователь, выходная частота связана с фиксированной основной тактовой частотой, поэтому температурная стабильность значительно улучшена по сравнению с асинхронными VFC. С 1 МГц ....

  • Синтезатор частоты ADF4107 МОЖЕТ быть использован для реализации локальных генераторов в секциях повышающего и понижающего преобразования беспроводных приемников и передатчиков.Он состоит из малошумящего цифрового PFD (фазово-частотного детектора), прецизионного насоса заряда ....

  • LM2889 предназначен для передачи аудио- и видеосигналов на антенные разъемы ТВ-приемника. Он состоит из генератора звуковой поднесущей и видеозаборника FM-модулятора, а также радиочастотных генераторов и модуляторов для двух низкоуровневых каналов ОВЧ.LM2889 позволяет ....

  • LM3361A содержит полную узкополосную систему FM-демодуляции, работающую при напряжении питания менее 2 В. Блоки внутри устройства включают в себя смеситель-осциллятор, ограничивающий усилитель ПЧ FM FM-демодулятор, управление сканированием операционного усилителя и переключатель отключения звука LM3361A....

  • ..

  • Цель данной заметки по применению - представить пример схемы, иллюстрирующей, как управлять устройством XR-T5683 на 10.1 Мбит / с. В этом примечании показаны результаты измерений, выполненных на XR-T5683 при скорости передачи данных 10,1 Мбит / с. Оборудование, используемое для этого ....

  • Привет всем, в настоящее время я работаю над проектом, который требует преобразования источника постоянного тока 0-10 В в линейный частотный диапазон - прямоугольную волну. например ....

  • Эта схема преобразователя напряжения в частоту имеет генератор, управляемый напряжением и имеющий небольшой 0.Отклонение 5%. IC1 действует как мультивибратор и выдает прямоугольные импульсы одинаковой ширины. Выходную частоту можно легко настроить с помощью ....

  • ..

  • ..

  • Эта схема принимает сигнал от вышеупомянутого усилителя и запускает мощные инфракрасные световые импульсы 1 мкс от недорогого светодиода, частотно модулируемые звуковой информацией. Центральная частота импульсного потока 10 кГц достаточно мала, поэтому стандарт ...

  • VFC62 преобразователь напряжения / частоты, частота / напряжение может легко преобразовывать аналоговые сигналы в цифровые.Цифровой выход использует форму открытого коллектора, частота повторения цифровых импульсов пропорциональна амплитуде входного аналогового напряжения, ....

  • Это схема преобразователя температуры в частоту TMP01. Преобразование напряжения в частотную область - еще один распространенный метод аналоговой передачи ....

  • Схема преобразователя напряжение-частота (VFC)

    показана на принципиальной схеме ниже.Схема использует 555 IC в качестве основы своей функции. Эта схема ....

  • Используя эту схему, мы можем принимать положительные, отрицательные или дифференциальные управляющие напряжения. Когда управляющее напряжение равно нулю, выходная частота равна нулю. Кому ....

  • Следующая схема преобразователя напряжения в частоту (V / FC - VCO) состоит из генератора UJT (однопереходного транзистора), в котором установлен конденсатор C2 заряда синхронизирующего заряда....

  • Таймер используется в типовой конфигурации, за исключением того, что резистор синхронизации заменен источником тока на основе ОУ DA1 (741). Это решение позволило получить хорошую линейность (лучше 3%). С учетом стоимости используемых компонентов ....

Преобразователи напряжения в частоту | Analog Devices

Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности.Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.

Принять и продолжить Принять и продолжить

Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:

Строго необходимые файлы cookie:
Это файлы cookie, которые необходимы для работы аналога.com или предлагаемые конкретные функции. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.
Аналитические / рабочие файлы cookie:
Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *