Цифровой генератор формирования импульсов
Полезная модель относится к формированию импульсов с заранее заданными параметрами с помощью генератора на цифровых логических элементах. Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение эффективности процесса электроискрового легирования за счет создания генератора, способного изменять параметры импульса в достаточно широких пределах, варьируя как амплитуду импульса, так и его длительность, а так же скорость нарастания переднего и заднего фронтов. Указанная задача решается тем, что в состав известного генератора дополнительно входит логическая часть, предназначенная для управления мощными составными транзисторами и представляющая собой три интегральные микросхемы.
Полезная модель относится к формированию импульсов с заранее заданными параметрами с помощью генератора на цифровых логических элементах.
Известны генераторы импульсов технологического тока, включающие источник питания, накопительную емкость с зарядно-разрядной цепью, содержащей узлы управления зарядным транзисторным ключом, в цепь которого включен ограничительный резистор, а также генератор содержит блок управления вибратором с закрепленным в нем электродом-инструментом (см. установка «Элитрон-22А», паспорт АИ-ИЗ. 299.157 ПС, Кишинев, 1986 г.)
Основным недостатком известного технического решения является то, что RC-цепочка не будет успевать реагировать на каждый разрядный импульс и соответственно количество разрядных импульсов останется в пределах 100 Гц.
Кроме того, известное техническое решение характеризуется усложненной электрической схемой.
В качестве ближайшего аналога выбран генератор импульсов технологического тока, состоящий из источника питания, накопительной емкости с зарядно-разрядной цепью, зарядная цепь содержит зарядный транзисторный ключ с ограничивающим резистором и узлом управления, а разрядная цепь содержит разрядный тиристорный ключ с узлом управления.(патент РФ №2204464, В 23 Н 1/ 02, опубл. 30.05.2001 г.)
Недостатком устройства является отсутствие логической части, что позволило бы уменьшить число элементов, а следовательно и потребляемую ими суммарную мощность, габариты, вес и стоимость установки, а также повысить эффективность процесса электроискрового легирования.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель является повышение эффективности процесса электроискрового легирования за счет создания генератора, способного изменять параметры импульса в достаточно широких пределах, варьируя как амплитуду импульса, так и его длительность, а так же скорость нарастания переднего и заднего фронтов.
Указанная задача решается тем, что в состав известного генератора дополнительно входит логическая часть, предназначенная для управления мощными составными транзисторами и представляющая собой три интегральные микросхемы.
Особенностью схемотехнического решения стало применение относительно мощных транзисторов, что позволяет формировать импульсы в виде ступенек с заранее заданными амплитудой, длительностью и скоростью нарастания переднего и заднего фронтов за счет использования генератора импульсов на цифровых логических элементах. Такой подход способствует удешевлению установки при сохранении высоких технических характеристик.
Сущность полезной модели поясняется чертежом Фиг.1
Позиции на чертеже обозначают:
1. Лабораторный автотрансформатор 1 (ЛАТР 1)
2. Лабораторный автотрансформатор 2 (ЛАТР 2)
3. Лабораторный автотрансформатор 3 (ЛАТР 3)
4. Трансформатор 5.Выпрямитель
6. Генератор
7. Блок питания
8. Формирователь импульсов
9. Приборы контроля и анализа
10. Вибратор
Устройство состоит из логической и силовой части. Логическая часть включает в себя приборы контроля и анализа 9, объединяющие в себе: счетчик на микросхеме, предназначенный для подсчета импульсов заданной длительности,
инвертор КМОП для промежуточного инвертирования сигналов выхода счетчика, запуска и сброса счетчика, а также инвертор ТТЛ, для окончательного инвертирования сигналов со счетчика и обеспечения требуемого тока для открытия транзисторов VT1-VT7. В состав силовой части входят три ЛАТР 1, 2, 3, по одному на каждую фазу питающего напряжения, трехфазный трансформатор 4 для обеспечения гальванической развязки, диодный выпрямитель 5 и транзисторный формирователь 8 для формирования импульса.
Модель работает следующим образом.
При включении устройства в сеть от блока питания 7 производится переход его в режим ожидания, при котором на всех выходах логической части устанавливается низкий уровень напряжения. При нажатии кнопки «Пуск» импульс приходит на устройство управления 9, которое выдает разрешение на счет счетчику.
Счетчик начинает считать импульсы заданной длительности, приходящие с генератора тактовых импульсов 6, питание которого осуществляется с помощью блока питания 7. Текущее состояние счетчика подается на буферные инверторы (КМОП и ТТЛ), сигналы с которых поступают на силовые транзисторы. Устройство управления 9 содержит переключатель, положение которого определяет режим работы («1/
» - однократный или многократный). В зависимости от режима устройство управления 9 при окончании счета прекращает работу счетчика и обнуляет его содержимое, либо после обнуления заново повторяет процесс счета вплоть до момента, когда будет отпущена кнопка «Пуск».
Лабораторные автотрансформаторы 4 включены каждый на отдельную фазу трехфазной питающей сети и предназначены для независимого изменения коэффициента трансформации, который может быть проконтролирован с помощью вольтметра, подключенного ко вторичной обмотке каждого ЛАТР 1, 2, 3 через переключатель выбора. При работе с электроискровой установкой
необходимо контролировать уровень напряжения на каждом ЛАТР 1, 2, 3 при регулировании напряжения во избежание перекоса фаз и возникновения пульсаций в выходном напряжении.
Силовой трансформатор 4 - устройство для понижения или повышения напряжения питающей сети. Применение трансформатора 4 обеспечивает гальваническую развязку для выполнения условий труда и техники безопасности.
Выпрямитель 5 преобразует переменное напряжение в пульсирующее и выполнен по схеме Ларионова.
Для формирования импульса используется формирователь 8, состоящий из пяти подключенных параллельно транзисторов, каждый из которых вносит свой ток, соответствующий весу разряда подающегося на него логической схемой, устанавливаемый сопротивлением.
Цифровой генератор формирования импульсов, состоящий из источника питания, трансформатора, выпрямителя и формирователя импульсов, отличающийся тем, что дополнительно содержит логическую часть, включающую в себя три интегральных микросхемы, соединенные методом поверхностного монтажа, что позволяет в широком интервале изменять амплитуду импульса, частоту следования и скорость нарастания переднего и заднего фронтов при подборе режимов обработки различных материалов.
