СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №9/2014

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 61 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2014 Сразу после подачи питания на инди- каторах высвечиваются нулевые значе- ния индукции и длительности сеанса. Индикатор HL1 включён, HL2 – выклю- чен. Кнопками S1 и S2 ( ▲ , ▼ ) устанавли- ваются необходимые значения индук- ции и длительности сеанса. Для запу- ска необходимо нажать кнопку S4 (С), установка переходит в рабочий режим. Осуществляется заряд и разряд накопи- тельных конденсаторов, идёт обратный отсчёт заданного времени, что отража- ется на индикаторе HG2. Для контроля времени процедуры (или сеанса) на плате контроллера организован тай- мер с обратным отсчётом времени. Ф УНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ ЦИФРОВОЙ ЧАСТИ ( КОНТРОЛЛЕР № 1) Плата контроллера№ 1 выполнена на микроконтроллере DD1, резонатором ZQ1 задаётся тактовая частота 10 МГц. Микроконтроллер управляет работой всего канала. Резисторы R25–R27 явля- ются токоограничителями для свето- вых полос индикаторов HL1–HL3. Узел динамической индикации собран на микросхеме DD2, транзисторах VT5– VT8, сдвоенных цифровых семисег- ментных индикаторах HG1 и HG2. Регистр DD3 служит для увеличения количества линий вывода микрокон- троллера и управляет внутренними исполнительными устройствами: зву- ковой сигнализацией (пьезоэлектриче- ским излучателем ВА1), индикаторами режима (световыми полосами индика- торов HL1 и HL2) и световой полосой HL3. Сигнал с выхода 12 регистра DD2 через резистор R34 включает точку h на индикаторе HG2.2. Микроконтроллер DD1 управляет оптотиристорами силовой части через транзисторы VT1–VT4. На плате питания расположеныисточ- ник питания (стабилизатор напряже- ния) +5 В и датчик сети, выполненный на сдвоенном оптроне U1. Он отслежи- вает моментыперехода сетевогонапря- жения через ноль. Выходное напряже- ние датчика с резистора R32 поступа- ет на вывод 3 микроконтроллера DD1. Выходное напряжение +5 Ви выходной сигнал с датчика сетипоступают на обе платыконтроллеров. Потребление тока по каналу напряжения +5В–не более 1А. Ф УНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ СИЛОВОЙ ЧАСТИ ( ИНДУКТОР №1) Схема заряда конденсаторов C5–C7 построена на основе схемы выпрями- теля с удвоением напряжения и вклю- чает в себя конденсатор С1, зарядные оптотиристоры VS2, VS3 и диоды раз- вязки VD1, VD3 и VD5. Регулировка уров- ня напряжения на конденсаторах C5–C7 осуществляется путём изменения дли- тельности их заряда – за счёт изменения длительности включения оптотиристо- ров VS2 и VS3. От уровня напряжения зависит величина индукции магнитного поля в индукторе№1 при разряде нако- пительных конденсаторов через соле- ноиды L1, L2 и L3. Ёмкость конденсато- ров C5–C7, диаметр колец, сопротивле- ние и индуктивность соленоидов L1, L2 и L3 рассчитаны таким образом, что при изменении напряжения на накопитель- ных конденсаторах от 65 до 500 В индук- ция в центре соленоида меняется от 0,5 до 4 мТл. Световые полосыиндикаторов HL4–HL6 цифровой части блока управ- ления служат для визуального контро- ля процессов заряда и разряда накопи- тельных конденсаторов. Конденсаторы C2–C4 силовой части служат для снижения уровня помех, соз- даваемых установкой в рабочем цикле. Кроме того, чтобы снизить уровень помех, каждый рабочий цикл начина- ется в момент перехода сетевого напря- жения через ноль. Для защиты силовой части от перенапряжения использует- ся варистор FA1. А ЛГОРИТМ РАБОТЫ УСТАНОВКИ В РАБОЧЕМ ЦИКЛЕ Временны ′ е диаграммы, поясняющие алгоритм работы установки в рабочем цикле, приведены на рисунке 4. Как упоминалось выше, после пода- чи питания необходимо с клавиатуры блока управления задать необходи- мые параметры работы канала – вели- чину индукции и время процедуры. Данные параметры постоянно отра- жаются на дисплее (на индикато- рах HG1 и HG2). При инициализации установки на всех выводах порта Р3 микроконтроллера DD1 устанавлива- ется уровень логической «1». Установка переходит в рабочий цикл сразу после нажатия на кнопку «Старт/стоп» (S4), при этом включается световая полоса HL3. Микроконтроллер DD1 начинает опрашивать вывод 3 (Р3.1) и при нали- чии на выводе логического «0» (кото- рый соответствует моменту прохожде- ния сетевого напряжения через ноль) устанавливает логический «0» на выво- де 6 (см. рис. 4а). При этом открывает- ся транзистор VT1 и включаются опто- тиристоры VS2 и VS3. Начинается заряд накопительных конденсаторов C5–C7. Заряд накопительных конденсато- ровможет продолжаться от 50 до400мс в зависимости от того, какая величина магнитнойиндукции установленана дис- плее блока управления. Через указанное время микроконтроллер устанавливает логическую «1» на выходе 6, тем самым закрывая транзистор VT1 и выключая оптотиристоры VS2 и VS3. Через 900 мс микроконтроллер устанавливает логи- ческий «0» на выводе 7 (см. рис. 4б). При этом открывается транзистор VT2 ивключается оптотиристорVS4первого разрядного контура. Начинается колеба- тельныйпроцесс разряда конденсатора С5 через соленоид L1индуктора. Разряд носит характер свободно затухающих синусоидальных токов. Через 3,3 мс с момента установки логи- ческого «0» на выводе 7 микроконтрол- лера устанавливается логический «0» на выводе 8 (см. рис. 4в), а ещё через 3,3 мс – логический «0» на выводе 9 (см. рис. 4г). При этомчерез открытые транзисторы VT3 и VT4 включаются, соответствен- Рис. 3. Интерфейс блока управления