вход Вход Регистрация



Базовые ТТЛ, которые мы рассмотрели выше, имеют ряд недостатков, одним из них - значительное потребление энергии. Этот недостаток отсутствует в ЛЭ с тремя состояниями.

В ТТЛ с тремя состояниями (рисунок 1.8) в сложном инверторе диода VД нет, вместо него смещение потенциала выполняет переход база - эмиттер транзистора, включаемого на входе транзистора VТ3 и дающего к тому же дополнительное усиление тока. Это увеличивает нагрузочную способность и быстродействие элемента.

Рисунок 1.8 – Схема элемента ТТЛ с тремя состояниями выхода

 

В этой схеме (с тремя состояниями выхода), показанной упрощенно на рисунке 1.8 для управления состояниями использован один из входов МЭТ и диод VD. Если на управляющий вход подать напряжение логической единицы, то транзистор VТ6 насыщается, один из входов многоэмиттерного транзистора получит нулевой сигнал, что приведет к запиранию транзистора VТ2. Следовательно, запертым окажется и транзистор VТ5. Напряжение на коллекторе VТ2 будет повышаться, но не достигнет обычного уровня, так как включится диод VD, который ограничит напряжение на коллекторе транзистора VТ2 на уровне . Такое напряжение не может отпереть транзисторы VТ3 и VТ4. Таким образом, на транзисторы выходного каскада будут заперты, ток выходной цепи будет пренебрежимо мал, схема будет находиться в состоянии «отключено». При подаче на управляющий вход логического нуля транзистор VТ6 будет заперт. При этом сохраняется обычный режим работы элемента И-НЕ по информационным входам .

ЛЭ с тремя состояниями выхода появились с развитием информационной техники. У них в отличие от других ЛЭ имеется третье состояние, при котором транзисторы () заперты сигналом управляющего вывода. И их выходное сопротивление велико и ЛЭ (ИМС) полностью отключена от нагрузки. Это состояние называется высокоимпедансным. При использовании таких ЛЭ их выходы подключают к одной нагрузке.

Управление микросхем организуется так, что в любой момент времени все микросхемы, кроме одной, находятся в высокоимпедансном состоянии, т.е. получается как бы искусственная внутренняя коммутация. Т.о. удается по одной шине передавать в разных направлениях информацию от нескольких источников сигнала и сократить число (количество) информационных магистралей. Вход включения третьего состояния имеет метку (EZ), а выход, имеющий высокоимпедансное состояние (Z) или ( ). Управление EZ может быть как прямым, так и инверсным, (рисунок 1.9).

А в ЛЭ ТТЛ со стробированием логические функции выполняются в том случае, если на дополнительном стробирующем входе (C) имеется сигнал логической единицы (Л1). Например: Пусть ЛЭ выполнен на элементах 4ИЛИ-НЕ и на его входах: Х1 = Л «1», С=Л «1», то на выходе F= Л «0», а если

 

Рисунок 1.9 – Схема включения ЛЭ с тремя состояниями выхода

 

С=Л «0», то независимо что на Х1...Х4 на выходе F=1. Т.е. получается как бы «аналог синхросигнала».

 

Случайные новости

3.2 Амплитудный метод стабилизации

Амплитудный способ стабилизации заключается в том, что при изменении тока нагрузки инвертора изменяется входное напряжение таким образом, чтобы напряжение на выходе оставалось неизменным.

Для реализации этого способа при питании инвертора от цепи переменного тока может быть использован управляемый выпрямитель, а при питании инверторов от сети постоянного тока можно использовать импульсный преобразователь [12]. Для выяснения закона, по которому следует регулировать входное напряжение, можно применить метод геометрических мест [20,21].

Рассмотрим векторную диаграмму параллельного инвертора (рис. 3.1), построенную в предположении, что сonst. Выше было показано (см. уравнение (3.9)), что вектор U2a, полученный разложением вектора U2 на ортогональные составляющие, пропорционален напряжению источника питания. Из диаграммы видно, что при изменении угла δ и при неизменном U2, конец вектора U2a скользит по окружности, построенной на векторе U2 как на диаметре. Следовательно, эта окружность является геометрическим местом точек конца вектора U2a.

Действительно:

, (3.1)

где - коэффициент преобразования схемы инвертора (например, для однофазной мостовой схемы ).

С другой стороны, если инвертор питается от управляемого выпрямителя, то, пренебрегая наклоном внешней характеристики, будем иметь:

(3.2)

Использовав (3.2) и (3.1), получим:

. (3.3)

Из (3.3) видно, что для поддержания постоянства выходного напряжения инвертора, угол в управляемом выпрямителе должен изменяться пропорционально углу в инверторе. Следовательно, при изменении параметров нагрузки в широком диапазоне для компенсации изменения угла необходимо соответствующее изменение угла . Поведение системы при изменении тока нагрузки и стабилизации выходного напряжения амплитудным методом можно анализировать, если воспользоваться методом геометрических мест. Векторная диаграмма, соответствующая этому случаю, представлена на рис. 3.2. Совокупность возможных значений величины и фазы вектора тока нагрузки отображается областью S, которая называется областью существования тока нагрузки [21]. Если допустить, что система регулирования поддерживает величину выходного напряжения неизменной, то тогда длина вектора тока коммутирующего конденсатора Ic тоже постоянна.

Следовательно, если начало вектора тока емкости скользит по границе области существования тока нагрузки, то конец этого вектора будет очерчивать подобную область, показанную на рис. 3.2 пунктиром. Поскольку конец вектора тока емкости совпадает с концом вектора эквивалентного тока, то, следовательно, эта область определяет область существования вектора эквивалентного тока. Анализ этой области позволяет получить полезную информацию о рабочих режимах инвертора, например, точка Р1 соответствует предельной величине вектора эквивалентного тока и, следовательно, определяет предельную величину тока Id. Соответственно, точка Р2 определяет минимально возможные величины эквивалентного тока и тока Id. Определение соответствующих координат характерных точек, в общем случае может быть затруднительным, но для некоторых частных случаев (например, если область существования тока нагрузки имеет вид сектора или сегмента) это достаточно просто, что позволяет получить удобные для практических расчётов соотношения [22]. В частности, при сбросе нагрузки угол стремится к 90 эл. градусам. Как известно, при этом существенно возрастает амплитуда пульсаций и возникает опасность выхода выпрямителя в режим прерывистого тока, что может приводить к нарушению нормальной работы инвертора.

Таким образом, недостатками амплитудного способа регулирования являются, во-первых, необходимость увеличения индуктивности Ld при глубоком регулировании напряжения источника питания и, во-вторых, связанное с этим малое быстродействие системы стабилизации, приводящее к выбросам и провалам в выходном напряжении при резком изменении тока нагрузки. Указанные эффекты могут быть уменьшены при использовании широтно-импульсного регулятора за счёт повышения несущей частоты, однако при этом возрастает установленная мощность системы и снижается кпд.


© 2019
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру