Как сделать из постоянного сигнала импульсный

Обновлено: 03.07.2024

Бьюсь уже третий день, не знаю что придумать.

Есть устройство 1, которое выдает на выход постоянный минус
Есть устройство 2, которое активируется от короткого(одиночного импульса) сигнала, причем плюсового.
Возможно важное НО: устройство 2 на входе, куда должен подаваться плюсовой импульс, в выключенном состоянии, имеет "небольшой" минус.

Задача, запустить с помощью устройства 1, устройство 2.

Как это реально сделать? с помощью релюшек не получилось(одная четырех и одна пяти контактная) похоже как раз из-за вышеописаного НО. Наверное нужен какой-то диод или еще что-то(

Т.е. при появлении на выходе устройства 1 земли кратковременно замкнуть вход устройства 2 на питание?
Какие напряжения?

В мозгу крутится дурная схема на NE555 с транзистором. Но она явно избыточная. Сейчас похожу по кругу, можт что дельное придумаю..

В мозгу крутится дурная схема на NE555 с транзистором. Но она явно избыточная. Сейчас похожу по кругу, можт что дельное придумаю..
Доработай ( осталось пара транз.):yes4:

Кондер влияет на ширину импульса. Надо подбирать.

Большое спасибо всем откликнувшимся, идея про конденсатор оказалась верна: две релюшки давали просто слишком короткий импульс, все вылечилось установкой одного маленького конденсатора)

Конечно, сфера применения АС/АС конверторов пока не так широка, как преобразователей постоянного тока – обычно это регуляторы мощности и стабилизаторы напряжения промышленной сети. Но сейчас бурно развивается альтернативная энергетика, для которой необходимы преобразователи, способные взаимодействовать с единой государственной энергосистемой в сложных и постоянно меняющихся режимах. Поэтому перед разработчиками силовой электроники постепенно встают задачи, требующие глубокого понимания процесса импульсного преобразования электрической энергии, на которые при создании DC/DC конверторов за ненадобностью не обращали внимания.

Основные принципы преобразования переменного тока были описаны еще в 1986 году [1]. Однако в то время элементная база не позволяла собрать преобразователи даже с удовлетворительными характеристиками. АС/АС конверторы того времени могли использоваться либо для лабораторных экспериментов, либо в случаях, когда цена, габариты и потери не имели значения. Сегодня производители электронных компонентов предоставляют широкий выбор MOSFET, IGBT, трансформаторов, дросселей, драйверов, контроллеров и других приборов, с помощью которых можно создать малогабаритный АС/АС конвертор с КПД не хуже 90%.

Первые эксперименты с преобразователями переменного тока показали, что основной проблемой является отсутствие четкого понимания принципов их работы. Известных знаний из области проектирования DC/DC конверторов оказалось недостаточно, поэтому началась работа над созданием обобщенной теории импульсного преобразования электрической энергии, некоторые моменты которой изложены в [2 – 4]. Сегодня уже очевидно, что импульсный способ преобразования еще не раскрыл весь свой потенциал и требует более глубокого изучения.

В этой статье рассмотрены основные особенности разработки импульсных АС/АС конверторов. Изучение этого материала позволит глубже понять сам механизм импульсного преобразования, поскольку он является общим для конверторов всех типов: DC/DC, AC/DC, DC/AC, AC/AC.

Как сделать АС/АС конвертор

Сегодня в качестве силовых ключей из доступной элементной базы можно использовать механические контакты (например, контакты реле), полупроводниковые диоды, биполярные транзисторы, MOSFET и IGBT (Рисунок 1).

Рисунок 1.

Протекание тока в силовых элементах.

Диоды, биполярные транзисторы и IGBT пропускают ток только в одном направлении, причем диод – это неуправляемый элемент. Поэтому в качестве самостоятельных ключей АС/АС конверторов эти приборы использовать нельзя. Проводящий канал MOSFET пропускает ток в обоих направлениях, а его сопротивление определяется напряжением между затвором и истоком. Теоретически, MOSFET вполне подходит для преобразования переменного тока. Однако наличие в этих приборах паразитного диода приводит к тому, что для одного из направлений ток невозможно блокировать. Таким образом, единственными элементами, которые можно использовать для ключей АС/АС конвертора, остаются механические контакты. Они могут, как пропускать ток, так и блокировать его протекание в любом направлении. Но механические контакты физически не могут переключаться с высокой частотой, имеют низкую надежность, высокий уровень шума и много других недостатков, из-за которых в современных преобразователях они не применяются.

В результате, ни один из приборов, показанных на Рисунке 1, в качестве полноценного самостоятельного силового ключа АС/АС конвертора использовать нельзя, поэтому в преобразователях переменного напряжения силовые ключи представляет собой комбинацию из нескольких полупроводниковых приборов (Рисунок 2). Аналогичные схемы используются в матричных преобразователях и подробно описаны в [5].

Рисунок 2.

Силовые ключи АС/АС конверторов.

Сразу видно, что эти схемы имеют серьезный недостаток – ток протекает минимум через два силовых элемента: диод и транзистор, что негативно сказывается на КПД и стоимости преобразователя. Но, возможно, в будущем появятся более эффективные решения. Например, в [5] упомянуты RB-IGBT и BD-IGBT, но эти приборы по своим характеристикам, доступности и стоимости пока не достигли уровня, достаточного для широкого применения.

Рисунок 3.

Понижающий (а), повышающий (б) и инвертирующий (в) АС/АС конверторы.

Из приведенных решений наибольший интерес представляет схема Рисунка 2в, поскольку в ней один драйвер может управлять двумя транзисторами, в качестве которых из-за меньших потерь на управление лучше использовать MOSFET или IGBT. При использовании MOSFET, если падение напряжения на открытом канале меньше прямого напряжения на диоде, ток будет проходить только через каналы транзисторов, а диод в процессе преобразования принимать участия не будет. Для ключей на основе IGBT можно использовать приборы со встроенным антипараллельным диодом. Это позволяет уменьшить количество корпусов и упростить разводку платы, хотя при этом ухудшается охлаждение кристаллов. При выборе IGBT со встроенным диодом необходимо обращать внимание также на тепловое сопротивление переход-корпус диода – оно должно быть соизмеримо с аналогичным сопротивлением транзистора, потому что в некоторых приборах диод может иметь в несколько раз большее тепловое сопротивление, чем транзистор.

Для построения АС/АС конвертора можно взять любую схему DC/DC преобразователя, исключить полярные элементы, а в качестве традиционных транзисторов и диодов использовать управляемые двунаправленные силовые ключи, показанные на Рисунке 2. В качестве примера на Рисунке 3 приведены схемы классических (базовых) АС/АС конверторов понижающего, повышающего и инвертирующего типов. При преобразовании переменного тока они будут выполнять те же функции: понижать, повышать и инвертировать величину входного напряжения.

Газель микас 7.1. При езде накатом (ПХХ) на ГБО хлопки в глушитель. Так как при резком закрытии дроссельной заслонки уменьшается подаваемый воздух и не происходит полного возгорания. Оставшийся недогоревший газ взрывается в глушителе из за больших температур. Возникла идея отключить клапан ГБО при создании условий ПХХ. При создании условий ПХХ ЭБУ отключает подачу импульсов на форсунки и возобновляет при выходе из ПХХ. Вопрос: как использовать эти импульсы для включения отключения реле. Реле будет стоять в разрыв питания клапана ГБО.

инерция - это свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на них других сил. А сила то как раз возникает при отключении клапана ГБО. Проверено экспериметально: В момент закрытия дросельной заслонки вытаскивал штекер с клапана и никаких хлопков.

В этой открытой омерике нету про ПХХ. У него поди ГБО первого поколения, и он хочет отключать подачу газа в режиме ПХХ. Можно сделать на таймере 555ждущий мультивибратор.
Сигнал можно брать с одной форсунки. На таймере 555 собираешь ждущий мультивибратор, постоянной времени ждущего мультивибратора можно настроить задержку между отключением бензиновых форсунок и отключением газа. Так то вроде ничего сложного. Кстати, для этой цели можно использовать реле стеклоочистителя от 2108, когда брызгаешь на стекло, щётки работают некоторое время. ТЫК

Ещё вариант - транзистор -> диод -> конденсатор -> реле, параметры подобрать опытным путем, никакой высшей математики . только температурная нестабильность и зависимость от Uпит, но в пределах погрешности .

Sukhov

Spy, ты правильно понял суть проблемы. Кажется я придумал что делать. У меня под рукой был переключатель с газа на бензин. Провел опыт на своей девятке. Подсоединил плюс минус, на коричневый провод который обычно наматывают на ВВ провод взял сигнал с форсунки. Синий провод провел в салон и соединил с лампочкой. И проехался. При сбрасывании педали газа лампочка гасла. Чуть нажимаешь загоралась. Что и требовалось доказать. Теперь буду пробовать на Микасе клиента.

это уже сделано в переключателе газ-бензин. использую ее.

Я делал контролеры ГБО-1 с газовым экономайзером.
Так же там был эмулятор ДК, контролер отключал ДК, там где нельзя было его программно исключить, и выдавал свой сигнал. Меандр, но частота менялась в зависимости от оборотов. Переход на газ при температуре двигателя выше 40 градусов, можно изменить, и тремя перерезаемыми перемычками задавалась конфигурация. Бош 1.5.4, Январь5.1, Микас7.1 - основное, но и на Опели ставил, и на Тойёты, на БМВ. В Бош7.9.7, М73, Январь 7.2тоже ставил, но и монтаж сложнее, и на впрыск стали переходить, фактически с 2006 года проект закрыт.

Миниатюры:

Олег_Б

Экономайзер работает по оборотам и по впрыску бензина, если впрыска бензина нет и обороты выше 2.000/мин - газ отключается. Если обороты меньше 1.88/мин или есть импульсы впрыска - газ включается. Импульсы впрыска на выводах процессора, драйвер форсунок при этом отключен.

Олег_Б

Я делал контролеры ГБО-1 с газовым экономайзером.
Так же там был эмулятор ДК, контролер отключал ДК, там где нельзя было его программно исключить, и выдавал свой сигнал. Меандр, но частота менялась в зависимости от оборотов. Переход на газ при температуре двигателя выше 40 градусов, можно изменить, и тремя перерезаемыми перемычками задавалась конфигурация. Bosch 1.5.4, Январь5.1, Микас7.1 - основное, но и на Опели ставил, и на Тойёты, на БМВ. В Bosch7.9.7, М73, Январь 7.2тоже ставил, но и монтаж сложнее, и на впрыск стали переходить, фактически с 2006 года проект закрыт.

Итак, определимся. Одновибраторы (они же, ждущие мультивибраторы) - это устройства, выполняющие функцию формирования импульсов определённой длительности, задаваемую внешними времязадающими резисторами и конденсаторами.

В зависимости от поставленной задачи и используемой схемотехники, одновибратор может выполнять функцию как укорачивающую, так и удлиняющую (расширяющую) по отношению к длительности поступающего на вход сигнала.

С укорачивающими формирователями, по большому счёту, всё понятно. После появления на входе управляющего сигнала - на выходе выскакивает укороченный импульс заданной длительности, передний фронт которого совпадает с началом (либо с концом) входного.

В расширяющих одновибраторах длительность входного импульса должна быть короче длительности формируемого импульса, и тут возникают варианты:

1. Ждущий мультивибратор не реагирует на входной сигнал до окончания своего выходного импульса - такое устройство называется одновибратором без перезапуска.

2. Ждущий мультивибратор запускается с каждым новым входным импульсом, независимо от того, возвратился ли он в первоначальное состояние после предыдущего срабатывания - такое устройство называется одновибратором с перезапуском. Если период следования входных импульсов меньше длительности, определяемой времязадающими цепями одновибратора, выходной импульс с перезапуском не прерывается.

Ну, а если период входных запускающих импульсов больше времени выдержки одновибратора, то оба типа одновибраторов работают одинаково.

Без баяна хрен разберёшься. Согласен, поэтому приведу поясняющие картинки.

Рис.1

Т - формируемая одновибраторами длительность, задаваемая внешними RC цепями.

В природе существует ряд разновидностей интегральных микросхем и таймеров, спроектированных специально для работы в качестве ждущих мультивибраторов и формирователей импульсов заданной длительности. Давайте забудем про них, а посвятим себя простым формирователям на логических КМОП элементах, которые, как правило, без труда отыскиваются в закромах радиолюбительского хозяйства.

Начнём с начала. УКОРАЧИВАЮЩИЕ ФОРМИРОВАТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ.

Рис.2 Формирователь импульсов, построенный на основе логического элемента "Исключающее ИЛИ" и интегрирующей RC-цепи.
Начало выходного импульса соответствует переднему фронту входного сигнала.

Рис.3 Всё то же самое, что и в предыдущей схеме, за той лишь разницей, что:
начало выходного импульса соответствует заднему фронту входного сигнала.

Рис.4 Ещё более простая вариация предыдущих схем, формирует сразу два импульса:
первый - по переднему фронту входного сигнала, второй - по заднему.

Рис.5 Формирователь, выполненный на простых инверторах, выполняющих логическую функцию НЕ, и дифференцирующих RC-цепей.
Имеет два выхода и, соответственно, формирует 2 импульса по переднему и заднему фронту входного сигнала, с возможностью раздельной регулировки их длительностей.

Рис.6 Наиболее часто используемая схема укорачивающего формирователя импульсов, построенная на основе логического элемента "2И-HЕ" и интегрирующей RC-цепи.
Формирует импульс по переднему фронту входного сигнала.

Рис.7 Ещё одна не менее часто используемая схема, на базе логического элемента "2ИЛИ-HЕ" и интегрирующей RC-цепи.
Формирует импульс по заднему фронту входного сигнала.

С укорачивающими устройствами давайте закончим и перейдём к примерам, когда из коротких входных импульсов требуется получить более широкие - выходные, заданной длительности.

РАСШИРЯЮЩИЕ ФОРМИРОВАТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ.

По большому счёту, многие из расширяющих одновибраторов не чувствительны к длительности входного импульса и нормально могут трудиться и в качестве укорачивающих. Мы, естественно, об этом никому не скажем, но украдкой будем иметь в виду.

При необходимости получить одовибраторы, обладающие свойствами перезапуска, следует обратить внимание на схемы, приведённые на Рис.12-13.
Данные ждущие мультивибраторы срабатывают по заднему фронту входного сигнала.

Выполнение одновибраторов на D-триггере, Рис.14, даёт возможность иметь два раздельных входа запуска (по переднему фронту импульса), а также сразу получать на выходах прямой импульс и импульс с инверсией.
Длительность подаваемых на вход S запускающих импульсов должна быть меньше формируемого (режим, когда на входах S и R одновременно присутствует лог. "1", является запрещённым). На входе С длительность запускающего импульса может быть любой. В случае отсутствия потребности в двух раздельных входах запуска, S-вход триггера следует посадить на землю.
Данный ждущий мультивибратор является одновибратором без перезапуска.

Если требуется иметь перезапуск одновибратора, построенного на триггере, следует обратить внимание на схему, приведённую на Рис. 15.

ОБЩЕЕ ДЛЯ ВСЕХ ФОРМИРОВАТЕЛЕЙ.

Чтобы выходное сопротивление микросхем не оказывало влияние на точность расчета длительности выходного импульса, резистор R1 должен быть номиналом не менее 10. 20 кОм.
Чтобы пренебречь при расчётах ёмкостями монтажа и собственными ёмкостями ИМС, номинал конденсатора С1 выбирается значением - не менее 200-600 пФ.

Если перед разработчиком стоит задача получения высокой температурной стабильности длительности выходного импульса - номинал R1 должен быть выбран < 200 кОм, а ёмкость конденсатора С1 - не более 1, 5 мкФ. Использование электролитических конденсаторов увеличивает нестабильность временного интервала.

Длительность выходного импульса ждущего мультивибратора зависит как от скорости заряда (разряда) времязадающей цепи R1С1, так и от порога срабатывания логического элемента. Если заложиться 10-15% погрешностью в расчёте этого временного интервала, то можно принять Unop, равным половине напряжения питания микросхемы. В этом случае длительность формируемого импульса составит величину tи=0,69RC.

Ну и по традиции приведу незамысловатую таблицу.

РАСЧЁТ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ВЫХОДНЫХ ИМПУЛЬСОВ ОДНОВИБРАТОРОВ НА ЛОГИЧЕСКИХ ИМС

Читайте также: