CC BY
42
Принципиальная электрическая схема созданная в программе sPlan
Выводы порта LPT 2-5 управляют током в обмотках. Выводы порта LPT 6-8 разрешают работу нужного двигателя. Эти сигналы подаются на ключи 555ТМ7, а от них на драйвер ULN2003, который преобразует их из ТТЛ в силовые.
Недостатком данной схемы является невозможность одновременного вращения нескольких двигателей с разными скоростями и направлениями, так как сигналы управления током в обмотках одинаковы для всех двигателей.
Если требуется управление более мощными двигателями возможна замена драйвера ULN на поле-
вые транзисторы MOSTEN например IRLZ44N. Также улучшения контроллера возможны введением управления токами фаз с помощью ШИМ. Однако более функциональные схемы будут и дороже и сложнее в проектировании, изготовлении.
Библиографические ссылки
1. Печатные платы контроллера VRI-cnc / Vetrov Roman. URL: http://vri-cnc.ru/modules.php?name= News&new_topic=4. (дата обращения: 15.11.2009).
© Мирзаев Р. А., Смирнов Н. А., 2010
УДК 621.3:34
И. С. Сидорова, А. С. Сидоров Научный руководитель - Е. А. Мизрах Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ ИМИТАТОРА СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ТИПА
Представлены результаты исследования статической точности имитатора солнечных батарей последовательного типа.
Статическая точность имитатора солнечных батарей (СБ) характеризует погрешность воспроизведения имитатором вольтамперной характеристики СБ и является одним из важнейших показателей качества имитатора.
Для оценки статической точности имитаторов СБ [1] используется приведенная ошибка по току при одном и том же напряжении, которая в упрощенном виде имеет следующий вид
(U) =
IT (U) -IР (U)
к
•100 %,
где /Т(Ц) и /р(Ц) - требуемое (ВАХ СБ) и реальное (ВАХ ИСБ) значение выходной величины.
В общем случае приведенная ошибка по току является суммой двух ошибок
5пр (U) = S (U) + 5прв (U);
где S„
-прм Ц]) - методическая ошибка; 5прв (Ц) - вариационная ошибка.
Методическая ошибка обусловлена реализацией конкретной схемы имитатора (т. е. структурой, коэффициентами звеньев), видом воспроизводимой ВАХ и в случае имитатора СБ последовательного типа имеет следующий вид
Секция «Автоматика и электроника»
—ФОС <иН ) ЕИПГ0НУМ КИТ + ^Н^ОНУМ КИ
е <и ) ФОСУ^Н/ -^И^ ОНУМ^ИТ ' ^ Н-1 ОНУМ^ИТ прм <Н ) _ 1 + К \К Г '
(1 + К РК )К ИТ 1кз
где иН - напряжение нагрузки, -ФОС - ВАХ устройства функциональной обратной связи, Еип — напряжение источника питания, Г0НУМ — проводимость непрерывного усилителя мощности, КИТ — коэффициент передачи измерителя тока, /КЗ — ток короткого замыкания ВАХ, КРК — коэффициент передачи в контуре стабилизатора тока.
На рис. 1 представлены графики методической ошибки по току в зависимости от напряжения нагрузки при разных коэффициентах передачи КРК и при сле-
дующих исходных данных: —ФОС(Ц) = 2(1 — е
2),
КИТ = 0,4 Ом, Г0НУМ = 3 ■ 10"4 Сим, ЕИП = 190 В.
Анализируя кривые на рис. 1, можно сделать следующий вывод, что чем больше коэффициент
передачи КРК, тем меньше методическая ошибка по току.
Вариационная ошибка обусловлена изменением коэффициентов передач звеньев имитатора, опорных напряжений, напряжений источников питания в результате в результате старения элементов, изменения параметров окружающей среды и т. д., и имеет следующий вид:
Хф, <0) •
Зпрв <и) _-
8*, + Х
/ _1
д 1п Ф, <0)
д 1п К,
8К..
1 КЗ
где х, — ,-й входной сигнал; 5х,- — относительное изменение ,-го входного сигнала; Ф,<0) - передаточная функция от х, до /Р; К/ — /-й параметр системы; БК/ — относительное изменение /-го параметра системы.
:.8
пг
14
0 0.8
Ч 0.6
< I
04
—е—н- -е—е—*
'ж
6—& К.р[1=з0 Х-Х Крк=150 О О Крь=200 1 "О". 1
Ч]
20
40
60
30
190
120
140
160
ин.В
Рис. 1. Графики зависимости методической ошибки по току от напряжения нагрузки
к £
3 -
и к
Еа =
а
4
3.3 3.6 3 4
3.2 3
2.3 2.6
2.4 2.2
2
1
1.6 1.4
1.2 1
0.3 06 0.4 0.2 О
т ' 11 .
<11 'Х- ■ - -х-.
ч\
1 у
Крк=50 _Х'ХКрк=150 - О- О Крк=200 \ 1
п
«
20
40
60
80 Ш.В
100
12 С
140
160
Рис. 2. Графики суммарной ошибки при различных коэффициентах передачи в контуре
Как показал анализ, стопроцентное влияние на вариационную ошибку оказывают погрешности выходного напряжения 5^ФОс устройства ФОС и коэффициента передачи бКщ- ИТ, поэтому допуски на вариацию параметров данных устройств должны быть как можно меньше. Погрешности остальных устройств оказывают незначительное влияние, поэтому допуски на вариацию параметров данных устройств могут быть относительно большими. Согласно практическим данным 8^ФОС = 1 %, 5КИТ = 0,1 %, 8КНУМ = 20 %, 8КУС = 1 %, 5£ИП = 1 %, 8^оНум = 20 %. На рис. 2 представлены графики суммарной ошибки с учетом данных погрешностей.
Анализируя графики на рис. 2 можно сделать следующие выводы:
1. Имитатор СБ последовательного типа имеет наибольшую погрешность воспроизведения на токовой ветви ВАХ.
2. Для обеспечения точности воспроизведения ВАХ менее 2 % коэффициент передачи КРК в контуре должен быть более 150.
Библиографические ссылки
1. Мизрах, Е. А. Исследование статической точности имитаторов солнечных батарей // Вестник СибГАУ : сб. науч. трудов. Вып. 7. СибГАУ. Красноярск, 2005.
© Сидорова И. С., Сидоров А. С., 2010
УДК 621.314.1
А. А. Соломатова Научный руководитель - Н. Н. Горяшин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАЗИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ МДП-ТРАНЗИСТОРА НА КОММУТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В КВАЗИРЕЗОНАНСНОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ
НАПРЯЖЕНИЯ
Рассматриваются режимы работы ключевого элемента на основе МДП-транзистора в высокочастотном квазирезонансном преобразователе напряжения с переключением ключевого элемента при нулевых значениях тока.
В высокочастотных квазирезонансных преобразователях напряжения (ПН) в качестве электронного ключа используют, как правило, МДП-транзистор. Динамические (коммутационные) потери мощности на ключе в таких ПН снижены по сравнению с аналогичными потерями в классическом ПН с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) за счет использования явления резонанса в цепи ключевого элемента (КЭ), образованного элементами резонансного контура (РК) и электронным ключом [1]. В зависимости от схемы включения РК в цепь КЭ переключение электронного ключа может происходить при нулевых значениях тока (ПНТ) или напряжения (ПНН).
В квазирезонансных ПН введение реактивных элементов для организации резонансных режимов работы КЭ может приводить к нежелательным процессам, возникающим в результате их взаимодействия с паразитными элементами реальных силовых полупроводниковых приборов. Так в ПНТ-преобразователе с ШИМ [2], схема которого представлена на рис. 1, наличие встроенного паразитного диода на основе р-п перехода в структуре МДП-транзистора увеличивает динамические потери на транзисторе за счет большой диффузионной емкости.
Процесс обратного восстановления паразитного диода транзистора ¥Т2 на осциллограмме тока индуктивности РК 1Ьр (рис. 2, а) проявляется как его
отрицательный выброс (выделено пунктиром). В данный процесс также входит заряд барьерной емкости шунтирующего внешнего диода Шоттки. На осциллограмме на рис. 2, б, показано, что резонансная емкость разряжается на величину заряда диффузионной емкости встроенного диода и барьерной емкости шунтирующего МДП-транзистор диода, вследствие чего напряжение на Ср уменьшается на АиСр. При частотах преобразования в несколько сотен килогерц данный эффект приводит к существенным потерям мощности.
Рис. 1. Схема силовой части ПНТ - преобразователя, где ивх, ивых - входное и выходное напряжение; ЬР, СР, ЬФ, СФ - индуктивность, емкость РК и выходного фильтра соответственно; СУ КЭ - схема управления КЭ
