DSCN0434 (Large)

2.2. Pojedynczy kłmcz tranzystorowy

19

***££

L?Wmi

Pg °»*i* ^Cz*^s*^f ffabia

2.2.4.

Pi

stałej czasowej L/R. Po osiągnięciu wartości progowej zaczyna działać układ impulsowej regulacji prądu: impuls z generatora otwiera, a komparator zatyka tranzystor. Prąd w uzwojeniu ma przebieg piloksztahny o amplitudzie zależnej od histerezy komparatora. wartość średnia prądu wynosi U^yR^. Układ daje możliwość regulacji maksymalnego prądu uzwojenia za pomocą zmian wartości napięcia stałego U_RKj: na wejściu komparatora. Im wyższe U_REF tym większy prąd popłynie przez uzwojenie.

Zasady doboru elementów

Dobór odpowiedniego tranzystora kluczującego i diody regeneracyjnej ma zasadnicze znaczenie dla poprawnej pracy układu. W układach napędowych malej mocy występują prądy robocze o wartościach 0.5...5 A. Projektując układ napędowy należy najpierw dobrać silnik odpowiedni do aplikacji, a potem ustalić parametry sterownika.

Dioda regeneracyjna - pamiętajmy, że po zatkaniu tranzystora cały prąd uzwojenia płynie przez diodę. Dopuszczalny prąd przewodzenia diody powinien być przynajmniej taki jak przewidywany maksymalny prąd uzwojenia silnika. Nie może to być zwykła dioda prostownicza, ale tzw. dioda szybka (fast switch) np. na prąd I...3 A (BY299, BY397, BYT03, BYW72), można też stosować diody Schottky ego.

Tranzystor kluczujący - może to być tranzystor bipolarny lub MOSFET. Ważnym parametrem jest spadek napięcia na tranzystorze w stanie nasycenia, decydujący o mocy strat. Tranzystory bipolarne mocy mają napięcia przewodzenia o wartościach 0,5... 1,5 V - dla prądów powyżej 1 A konieczny jest odpowiedni radiator. Tranzystory typu Darlingtona mają jeszcze wyższe napięcie nasycenia (ok. 1.5...2 V). Dla tranzystorów MOS określa się rezystancję kanału Rdsoo* wynosi ona zwykle 0,5 do 0,05 O. Łatwo policzyć że spadek napięcia będzie w tym przypadku mniejszy, ale tranzystory te wymagają odpowiedniego sterowania - będzie o tym mowa w następnym podrozdziale. Dopuszczalny prąd wyjściowy tranzystora zwykle przyjmuje się z 50... 100% marginesem bezpieczeństwa, tzn. powinien być 1,5 do 2 razy większy od spodziewanego prądu obciążenia.

Uwaga: czasem do załączania małych silników komutatorowych DC stosuje się tranzystory. W takim przypadku tranzystor musi wytrzymywać prąd rozruchowy silnika - należy przyjąć margines bezpieczeństwa, przynajmniej 400%.

Dopuszczalne napięcie przebicia tranzystora nie jest wartością krytyczną - w silnikach DC i impulsowych napięcie zasilające zwykle nie przekracza 30 V. Tranzystory wysokonapięciowe stosuje się np. w falownikach.

Sterowanie tranzystorów mocy z wyjść układów cyfrowych

Najwygodniej byłoby sterować tranzystorem wyjściowym mocy bezpośrednio z wyjść mikroprocesora, ale zwykle nie jest to możliwe. Wyjścia mikroprocesora zapewniają prąd wyjściowy od kilku do 20 mA, ale z pewnymi ważnymi ograniczeniami:

- Większość procesorów z rodziny ’51 ma ograniczoną wartość prądu obciążenia w stanie wysokim wyjścia. Na przykład popularny 89C205I dopuszcza prąd 20 mA w stanie „0”, ale tylko 200...400 jaA w stanie „I”. Ograniczenie to nie występuje w mikrokontrolerach np. rodzin AVR (Atmel) łub PIC (Microchip).