Το συνεχές ή συνεχές ρεύμα είναι μια ροή ηλεκτρικών φορτίων που δεν αλλάζει την κατεύθυνση και την ισχύ του με την πάροδο του χρόνου, η οποία, σύμφωνα με τον κλασικό ορισμό αυτής της ποσότητας, μετράται σε κουλόμπ ανά δευτερόλεπτο (ή αμπέρ).

Κατά την εξοικείωση με ηλεκτρικά φαινόμενα μόνιμης φύσης, είναι σημαντικό να θυμάστε όχι μόνο την κατεύθυνση στην οποία συμβαίνουν οι φυσικές διεργασίες, αλλά και την έντασή τους (δύναμη). Σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας ηλεκτρικού ή ηλεκτρονικού εξοπλισμού, η τιμή DC σπάνια είναι απολύτως σταθερή.

Αιτίες Παροδικότητας

Το γεγονός είναι ότι στην έξοδο οποιουδήποτε κυκλώματος ανορθωτή που μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα, υπάρχουν πάντα αρμονικές χαμηλής συχνότητας του αρχικού σήματος, που ονομάζονται κυματισμοί.

Σημείωση!Κατά τη λειτουργία μπαταριών και γαλβανικών στοιχείων, δεν είναι επίσης απολύτως σωστό να μιλάμε για τη σταθερότητά τους, καθώς αυτό μπορεί να αναφέρεται μόνο στην έννοια της «πολικότητας».

Η ισχύς της ροής ηλεκτρονίων σε οποιοδήποτε φορτίο επίσης αλλάζει (μειώνεται) με την πάροδο του χρόνου, γεγονός που σχετίζεται με μείωση του EMF της πηγής ισχύος.

Από τον παραπάνω συλλογισμό προκύπτει ότι η συζήτηση για τη σταθερότητα των χαρακτηριστικών του ρεύματος σε αυτά τα κυκλώματα είναι δυνατή μόνο με κάποιο βαθμό σύμβασης. Είναι αποδεκτό μόνο σε καταστάσεις όπου οι αλλαγές στη δύναμή του μπορούν να παραμεληθούν.

Κύρια χαρακτηριστικά του ρεύματος

Όταν εξετάζουμε τις κύριες παραμέτρους αυτής της φυσικής ποσότητας, θα κάνουμε αμέσως την επιφύλαξη ότι ο συχνά χρησιμοποιούμενος όρος «τρέχουσα ισχύς» θεωρείται από τους περισσότερους ειδικούς ότι δεν είναι απολύτως σωστός. Πολύ πιο κατάλληλο για να δηλώσει το βαθμωτό του χαρακτηριστικό δεν είναι η δύναμη, αλλά η ταχύτητα (μερικές φορές ονομάζεται ένταση) της κίνησης των ελεύθερων ηλεκτρικών φορτίων.

Σύμφωνα με την κλασική ιδέα, αυτή η ταχύτητα ορίζεται ως η ποσότητα φορτίου που κινείται σε μια δεδομένη διατομή ενός αγώγιμου υλικού ανά μονάδα χρόνου. Είναι αυτός ο δείκτης, λαμβανόμενος ως μονάδα ρεύματος, που ονομάζεται ένα Ampere.

Έτσι, μια ροή ενός Αμπέρ είναι η κίνηση ενός φορτίου ενός Κουλόμπ μέσα από ένα δεδομένο αγώγιμο τμήμα σε χρόνο ίσο με ένα δευτερόλεπτο. Ένα άλλο χαρακτηριστικό του συνεχούς ρεύματος που σχετίζεται με τη ροή του μέσω ενός φορτίου με αντίσταση R ονομάζεται πτώση τάσης, η οποία μετράται σε Volt. Ορίζεται ως η διαφορά δυναμικού που σχηματίζεται σε έναν αγωγό όταν ένα Αμπέρ ρέει μέσα από αυτόν.

Ο ίδιος ορισμός μπορεί να παρουσιαστεί στην ακόλουθη μορφή. Ένα Volt είναι μια διαφορά δυναμικού μεταξύ σημείων που απέχουν μεταξύ τους σε ένα ηλεκτρικό πεδίο που είναι επαρκής για να εκτελέσει ένα Joule εργασίας (όταν μεταφέρεται ένα φορτίο ενός Coulomb μεταξύ τους).

Τα πρακτικά χαρακτηριστικά του ρεύματος που λαμβάνεται μέσω ανορθωτών περιλαμβάνουν συνήθως τις ακόλουθες παραμέτρους:

• Το πλάτος των παλμών, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ των οριακών τιμών του.
• Ένας δείκτης κυματισμού, που παρουσιάζεται ως λόγος δύο μεγεθών, όπου ο αριθμητής είναι ρεύμα AC και ο παρονομαστής είναι DC.

Ας εξερευνήσουμε το τελευταίο με περισσότερες λεπτομέρειες.

Εξάρτημα DC

Κατά την εξέταση του σχήματος του ρεύματος φορτίου στην έξοδο ενός ανορθωτή διόδου με χρήση παλμογράφου, είναι δυνατό να διακριθούν οι κυματισμοί του, που εμφανίζονται λόγω των περιορισμένων δυνατοτήτων των εξαρτημάτων του φίλτρου (πυκνωτές).

Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτά τα εξαρτήματα είναι τόσο μικρά που μπορεί να μην ληφθούν υπόψη κατά τον υπολογισμό των κυκλωμάτων στα οποία πρέπει να εγκατασταθούν πυκνωτές φίλτρων. Με αυτήν την προσέγγιση στην κατηγορία, είναι πιο βολικό να θεωρηθεί ο υπό μελέτη δείκτης ως παλμικός ή παλλόμενος και να διακριθούν τα δύο συστατικά του: DC και ac. Ας δούμε κάθε ένα από αυτά τα στοιχεία με περισσότερες λεπτομέρειες.

Σταθερό DC

Η υποδεικνυόμενη τιμή υπολογίζεται ως η μέση τιμή της τρέχουσας ενέργειας κατά τη διάρκεια της περιόδου. Είναι θεμελιωδώς διαφορετικό από ένα άλλο χαρακτηριστικό μιας παλλόμενης ροής, που ονομάζεται μεταβλητή συνιστώσα ac.

Μεταβλητό στοιχείο

Το εναλλασσόμενο ρεύμα (ακριβέστερα, η συνιστώσα του παλλόμενου ρεύματος) ac αντιπροσωπεύει μια περιοδική ταλάντωση του πλάτους του γύρω από τη μέση θέση που συζητήθηκε προηγουμένως. Κατά τον υπολογισμό αυτής της τιμής, θα πρέπει να θεωρηθεί ότι η τιμή της περιλαμβάνει τα ακόλουθα στοιχεία:

• Μόνιμο μέρος;
• Η τιμή της μεταβλητής συνιστώσας (ac), που ορίζεται ως η μέση τετραγωνική τιμή της ρίζας.

Και τα δύο είναι συστατικά του υπό μελέτη τρέχοντος σήματος και, όπως όλες οι ηλεκτρικές παράμετροι, έχουν σταθερή ισχύ (δηλαδή τη δυνατότητα εκτέλεσης μιας συγκεκριμένης εργασίας). Το τελευταίο υπολογίζεται ως εξής:

όπου I είναι η ρίζα της μέσης τετραγωνικής σταθερής συνιστώσας και του ρεύματος κυματισμού.

Δηλαδή, κατά τον υπολογισμό της ισχύος, οι συνιστώσες του σταθερού DC και της μεταβλητής ac αθροίζονται ως μιγαδικά μεγέθη.

Επιπλέον πληροφορίες.Αντιπροσωπεύονται σε αυτή την περίπτωση με τη μορφή διανυσματικών στοιχείων του αρχικού σήματος.

Είναι επίσης σημαντικό όλοι οι ορισμοί που συζητήθηκαν, όπως τα σύμβολα AC και DC, να ισχύουν εξίσου για την κατηγορία «τάση».

Συμπερασματικά, ας επιστήσουμε για άλλη μια φορά την προσοχή στο γεγονός ότι η ιδέα ενός σταθερού ρεύματος συνδέεται συχνότερα με την αμετάβλητη κατεύθυνση της ροής των ελεύθερων ηλεκτρονίων. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, αυτή η έννοια περιλαμβάνει τη λήψη υπόψη ορισμένων βαθμωτών χαρακτηριστικών, ένα από τα οποία περιλαμβάνει την ένταση της ροής των φορτίων σε ένα παθητικό φορτίο.

Όταν η ονομαστική τιμή αυτού του τρέχοντος στοιχείου αλλάζει με την πάροδο του χρόνου, μπορεί να θεωρηθεί σταθερή μόνο υπό όρους, κάτι που επιτρέπεται στο πλαίσιο του προβλήματος που επιλύεται σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση.

βίντεο

234 ριμπάουντ, 2 από αυτά αυτόν τον μήνα

Βιογραφία

AC DC(συντομογραφία από το αγγλικό εναλλασσόμενο ρεύμα / συνεχές ρεύμα εναλλασσόμενο / συνεχές ρεύμα) Αυστραλιανό ροκ συγκρότημα που δημιουργήθηκε στο Σίδνεϊ (Αυστραλία) τον Νοέμβριο του 1973 από τους αδερφούς Malcolm και Angus Young.

Μαζί με συγκροτήματα όπως οι Led Zeppelin, οι Black Sabbath και οι Deep Purple AC DCσυχνά θεωρείται ως πρωτοπόροι του hard rock και του heavy metal. Οι ίδιοι οι μουσικοί χαρακτήρισαν τη μουσική τους ως ροκ εν ρολ, αφού βασίζεται στο ρυθμό και τα μπλουζ με έναν εξαιρετικά παραμορφωμένο ήχο ρυθμικών και σόλο κιθάρων.

Το συγκρότημα υπέστη πολλές αλλαγές στη σύνθεση πριν κυκλοφορήσει το πρώτο άλμπουμ του συγκροτήματος, High Voltage, το 1975. Το line-up του συγκροτήματος παρέμεινε αμετάβλητο έως ότου ο μπασίστας Mark Evans αντικαταστάθηκε από τον Cliff Williams το 1977. Στις 19 Φεβρουαρίου 1980, ο τραγουδιστής και τραγουδοποιός Bon Scott (Ronald Belford "Bon" Scott) πέθανε μετά από πνιγμό στον εμετό του ως αποτέλεσμα ακραίας μέθης από αλκοόλ. Το συγκρότημα είχε όλες τις πιθανότητες να χωριστεί, αλλά σύντομα βρέθηκε αντικαταστάτης του Scott στο πρόσωπο του πρώην τραγουδιστή των Geordie, Brian Johnson. Ένα χρόνο αργότερα, το γκρουπ κυκλοφόρησε το άλμπουμ τους με τις μεγαλύτερες πωλήσεις, Back in Black.

Η ομάδα έχει πουλήσει πάνω από 200 εκατομμύρια άλμπουμ παγκοσμίως, συμπεριλαμβανομένων 68 εκατομμυρίων άλμπουμ στις Ηνωμένες Πολιτείες. Το πιο επιτυχημένο άλμπουμ, το Back in Black, πούλησε περισσότερα από 22 εκατομμύρια στις Ηνωμένες Πολιτείες και περισσότερα από 42 εκατομμύρια στο εξωτερικό. Γενικά, AC DCείναι το πιο επιτυχημένο και διάσημο ροκ συγκρότημα από την Αυστραλία. AC DCΚατατάσσονται στο νούμερο τέταρτο στους 100 καλύτερους καλλιτέχνες του σκληρού ροκ του VH1 και στο νούμερο 7 στη λίστα του MTV "Greatest Heavy Metal Band Of All Time".

Ονομα

Ο Malcolm και ο Angus Young βρήκαν το όνομα για το συγκρότημα τους αφού είδαν το ακρωνύμιο "AC/DC" στο πίσω μέρος της ραπτομηχανής της αδερφής τους Margaret. Το "AC/DC" είναι μια συντομογραφία του "εναλλασσόμενου ρεύματος/συνεχούς ρεύματος", που υποδεικνύει ότι η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιήσει τους καθορισμένους τύπους ενέργειας. Τα αδέρφια ένιωσαν ότι το όνομα συμβόλιζε την ακατέργαστη ενέργεια του συγκροτήματος και την ενέργεια των ζωντανών εμφανίσεων και το όνομα κόλλησε.

Σε ορισμένους πολιτισμούς, το "AC/DC" είναι αργκό για τους αμφιφυλόφιλους. Οι μουσικοί ισχυρίστηκαν ότι αγνοούσαν την ύπαρξη αυτού του νοήματος μέχρι που ένας οδηγός ταξί επέστησε την προσοχή σε αυτό το γεγονός νωρίς στην καριέρα τους. Μερικοί θρησκευτικοί ηγέτες υποστηρίζουν ότι το όνομα της ομάδας πρέπει να γίνει κατανοητό ως «Αντί-Χριστός/Παιδί του Διαβόλου», «Αντί-Χριστός/Θάνατος στον Χριστό») ή «Μετά τον Χριστό/Έρχεται ο Διάβολος».

Το "AC/DC" γράφεται, αλλά το συγκρότημα είναι επίσης γνωστό ως "Acca Dacca" στην Αυστραλία. Το όνομα οδήγησε στην εμφάνιση ομάδων αφιερώματος που χρησιμοποιούν παρόμοια ονόματα: BC/DC από την επαρχία της Βρετανικής Κολομβίας (Καναδάς). AC/DSHE, μια γυναικεία ομάδα από το Σαν Φρανσίσκο. Σουηδικά AB/CD και μερικά άλλα.

Είναι γνωστό ότι η ομάδα έπαιξε πολλές φορές για την ομάδα Freeride Entertainment σε ταινίες για το Mountain Bike, από τη σειρά Disorder (στα μέρη 4 και 5, αυτή τη στιγμή υπάρχουν 9 από αυτές)

Ιστορία

Οι αδερφοί Angus (γεννημένος στις 31 Μαρτίου 1955· κατόπιν αιτήματος της Atlantic Records, το επίσημο έτος γέννησης του Angus δηλώθηκε εσφαλμένα ως το 1959), ο Malcolm (γεννημένος στις 6 Ιανουαρίου 1953) και ο George Young (George Young) γεννήθηκαν στη Γλασκώβη (Σκωτία) και ως παιδιά μαζί με την οικογένειά τους πήγαν στο Σίδνεϊ. Ο Τζορτζ άρχισε να παίζει κιθάρα πρώτα και έγινε μέλος του πιο επιτυχημένου αυστραλιανού συγκροτήματος της δεκαετίας του '60, των The Easybeats. Ήταν το πρώτο τοπικό ροκ συγκρότημα που είχε διεθνή επιτυχία με το "Friday on My Mind" το 1966. Ο Malcolm ακολούθησε σύντομα τα βήματα του αδελφού του, και έγινε κιθαρίστας για το συγκρότημα The Velvet Underground του Newcastle (δεν πρέπει να συγχέεται με το συγκρότημα της Νέας Υόρκης The Velvet Underground).

Πρώτα χρόνια

Αφού απέκτησαν την πρώτη τους μουσική εμπειρία, ο Malcolm και ο Angus σχηματίστηκαν AC DC, προσκαλώντας τον τραγουδιστή Dave Evans, τον μπάσο κιθαρίστα Larry Van Kniedt και τον ντράμερ Colin Burgess στο συγκρότημα. Το γκρουπ έκανε το ντεμπούτο του στις 31 Δεκεμβρίου 1973 στο μπαρ Checkers στο Σίδνεϊ.

Το αρχικό line-up άλλαζε συχνά, το συγκρότημα πέρασε από αρκετούς ντράμερ και μπασίστες κατά τη διάρκεια του 1974. Τον Σεπτέμβριο του 1974, οι AC/DC αντικατέστησαν τον Dave Evans με τον χαρισματικό Bon Scott (γεννημένος στις 9 Ιουλίου 1946 στο Kirrimer της Σκωτίας), τραγουδιστής των The Spectors το 1966. Η πραγματική επιτυχία της ομάδας ξεκίνησε με αυτό το γεγονός. Με τον Evans, οι AC/DC ηχογράφησαν ένα σινγκλ αποτελούμενο από τρία τραγούδια: "Rockin" in the Parlour", "Show Business" και "Can I Sit Next to You Girl". Τα δύο τελευταία ηχογραφήθηκαν επίσης με τον Scott.

Η αδερφή του Angus Young τον ενθάρρυνε να φορέσει τη σχολική στολή που φορούσε στο Ashfield Boys High School στο Σίδνεϊ σε συναυλίες. Αργότερα φορούσε αυτή τη στολή σε όλες τις συναυλίες του συγκροτήματος.

Με τακτικές εμφανίσεις στην αυστραλιανή δημοφιλή μουσική τηλεοπτική εκπομπή Countdown, μεταξύ 1974 και 1978 το συγκρότημα έγινε ένα από τα πιο γνωστά και πιο δημοφιλή συγκροτήματα της χώρας. AC DCΚατά τη διάρκεια αυτών των ετών κυκλοφόρησαν μια σειρά από επιτυχημένα άλμπουμ και σινγκλ, συμπεριλαμβανομένου του διαχρονικού ύμνου του rock 'n' roll "Is a Long Way to the Top (If You Wanna Rock "n" Roll]).

Παγκοσμίου φήμης

Το συγκρότημα υπέγραψε διεθνές συμβόλαιο με την Atlantic Records και άρχισε να περιοδεύει ενεργά στο Ηνωμένο Βασίλειο και την Ευρώπη, αποκτώντας φήμη και εμπειρία παίζοντας στα φτερά διάσημων ροκ συγκροτημάτων της εποχής, όπως οι Alice Cooper, Black Sabbath, KISS, Cheap Trick, Nazareth. , Foreigner, Thin Lizzy και The Who. Το τρίτο αυστραλιανό άλμπουμ των AC/DC, Dirty Deeds Done Dirt Cheap, κυκλοφόρησε το 1976.

Η εισβολή και το κύμα δημοτικότητας του πανκ ροκ το 7678. Το γκρουπ επιβίωσε καλά λόγω των χονδρών και προκλητικών στίχων του και, εν μέρει, λόγω του γεγονότος ότι στον βρετανικό μουσικό τύπο της εποχής είχαν χαρακτηριστεί ως πανκ μπάντες. Πέτυχαν στη βρετανική ροκ σκηνή χάρη στα δυνατά και αμφιλεγόμενα ζωντανά σόου τους και ο Angus Young έγινε γρήγορα διάσημος λόγω της προκλητικής συμπεριφοράς του στη σκηνή, η οποία, μεταξύ άλλων, οδήγησε στην απαγόρευση του γκρουπ να εμφανιστεί σε αρκετούς βρετανικούς συναυλιακούς χώρους. .

Σε παραγωγή του Mutt Lange, το άλμπουμ του 1979 Highway to Hell έφερε το συγκρότημα στην κορυφή των παγκόσμιων ροκ τσαρτ όλων των εποχών. Το άλμπουμ έγινε αναμφίβολα το πιο δημοφιλές της δισκογραφίας του γκρουπ την εποχή της κυκλοφορίας του. Πολλά από τα τραγούδια του άλμπουμ ακούγονται ακόμα συχνά στο ραδιόφωνο και το ομώνυμο κομμάτι έχει γίνει ένα από τα πιο διάσημα τραγούδια στην ιστορία της ροκ μουσικής.

Θάνατος του Μπον Σκοτ

Ο Μπον Σκοτ ​​πέθανε στις 19 Φεβρουαρίου 1980. Άφησε ένα άλλο πάρτι και έμεινε μια νύχτα στο αυτοκίνητο του φίλου του Allistair Kinnear. Βρήκε τον Μπον νεκρό την επόμενη μέρα. Η επίσημη αιτία θανάτου ήταν η υποθερμία, αν και η πιο κοινή εκδοχή μέχρι σήμερα είναι ότι ο Μπον Σκοτ ​​πνίγηκε από τον ίδιο του τον εμετό. Αυτές οι φήμες υποστηρίζονται από πολλές αντιφάσεις στην επίσημη ιστορία του θανάτου του, που επίσης γεννά πολλές θεωρίες για συνωμοσία, τη δολοφονία του μουσικού και την υπερβολική δόση ηρωίνης.

Τα μέλη του γκρουπ αρχικά σχεδίαζαν να σταματήσουν τις μουσικές τους δραστηριότητες ως μέρος του AC DC, αλλά αργότερα αποφάσισε ότι ο Bon Scott θα ήθελε το γκρουπ να συνεχιστεί. Οι μουσικοί δοκίμασαν αρκετούς υποψήφιους για τη θέση του τραγουδιστή και στο τέλος έμειναν δύο υποψήφιοι: ο Terry Slesser και ο Brian Johnson. Ο Τζόνσον κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου προσπάθησε να αποκαταστήσει το γκρουπ του Geordie, αλλά ερμηνεύοντας δύο τραγούδια δημόσια AC DCκαι η Tina Turner ("Whole Lotta Rosie" (Let There Be Rock) και "Nutbush City Limits", αντίστοιχα) εντυπωσίασαν τους συμμετέχοντες AC DCκαι λίγες μέρες αργότερα ενημέρωσαν τον Τζόνσον ότι ήταν ο νέος τραγουδιστής του γκρουπ.

"Πίσω στα μαύρα"

Μαζί με τον Brian Johnson, το συγκρότημα ολοκλήρωσε τα τραγούδια ημιτελή λόγω του θανάτου του Bon και ηχογράφησε το άλμπουμ Back in Black, επίσης σε παραγωγή του Lang. Το Back in Black, που κυκλοφόρησε το 1980, έγινε το άλμπουμ με τις μεγαλύτερες πωλήσεις του συγκροτήματος και ένα από τα πιο σημαντικά στην ιστορία του σκληρού ροκ. Μεταξύ όλων των επιτυχιών του άλμπουμ, το ομώνυμο τραγούδι, που γράφτηκε στη μνήμη του Bon Scott, και το "You Shook Me All Night Long", θεωρούνται από πολλούς ως η πεμπτουσία της μουσικής. AC DCκαι, ακόμα και το hard rock γενικά.

Το επόμενο άλμπουμ, For They About to Rock (We Salute You), που κυκλοφόρησε το 1981, πούλησε επίσης πολύ καλά και έγινε δεκτό από τους κριτικούς. Η ομώνυμη σύνθεση στο άλμπουμ, που ολοκληρώθηκε με τη βροντή των πυροβόλων όπλων, έγινε το αποκορύφωμα και ο τελικός αριθμός των περισσότερων επόμενων συναυλιών. AC DC.

Το συγκρότημα παρήγαγε το Flick of the Switch του 1983 χωρίς Lang. Ο ντράμερ Phil Rudd αποχώρησε από το συγκρότημα λόγω προσωπικών διαφορών με το υπόλοιπο συγκρότημα, που φέρεται να προκλήθηκαν από προβλήματα με το αλκοόλ. Στη θέση του, μετά από μια ανώνυμη ακρόαση, πήραν τον Simon Wright, πρώην μέλος του γκρουπ Tytan. Το 1985, με νέα σύνθεση, το γκρουπ ηχογράφησε το λιγότερο επιτυχημένο άλμπουμ Fly on the Wall, σε παραγωγή των αδερφών Young. Μαζί με αυτό το άλμπουμ, το συγκρότημα κυκλοφόρησε μια σειρά από μουσικά βίντεο του συγκροτήματος ερμηνεύοντας πέντε από τα δέκα τραγούδια του άλμπουμ σε ένα μπαρ, χρησιμοποιώντας διάφορα ειδικά εφέ, συμπεριλαμβανομένης μιας μύγας κινουμένων σχεδίων.

Το 1986, οι AC/DC επέστρεψαν στα charts με το ομώνυμο κομμάτι του Who Made Who, το soundtrack της ταινίας Maximum Overdrive του Stephen King. Το άλμπουμ περιείχε επίσης δύο νέα instrumentals και επιτυχίες από προηγούμενα άλμπουμ. Τον Φεβρουάριο του 1986, το συγκρότημα εισήχθη στο Hall of Fame της Αυστραλιανής Δισκογραφικής Ένωσης. Το συγκρότημα κυκλοφόρησε το άλμπουμ του 1988 Blow Up Your Video με τους αρχικούς παραγωγούς τους Harry Vanda και George Young. Αυτό το άλμπουμ πούλησε καλύτερα από το προηγούμενο και μπήκε στο βρετανικό τσαρτ είκοσι κορυφαίων σινγκλ με το τραγούδι "Heatseeker".

Μετά την κυκλοφορία του Blow Up Your Video, ο Wright άφησε το συγκρότημα και αντικαταστάθηκε από τον μουσικό των session, Chris Slade. Ο Τζόνσον δεν μπόρεσε να συμμετάσχει στη δουλειά του συγκροτήματος για αρκετούς μήνες, έτσι οι αδερφοί Young έγραψαν οι ίδιοι τα τραγούδια για το επόμενο άλμπουμ, όπως και για όλα τα επόμενα. Το 1990 κυκλοφόρησε το άλμπουμ The Razor's Edge. Έγινε πολύ επιτυχημένο για το γκρουπ και περιείχε τις επιτυχίες "Thunderstruck" και "Money Talks". και είκοσι singles στη Μεγάλη Βρετανία.

Το 1994, ο Phil Rudd επέστρεψε στο γκρουπ. Η αποχώρηση του Chris Slade, από αυτή την άποψη, ήταν φιλική και οφειλόταν κυρίως στην έντονη επιθυμία των μελών του συγκροτήματος να επιστρέψουν ο Rudd. Σύμφωνα με τον Angus Young, ο Slade ήταν ο καλύτερος μουσικός AC DC, αλλά η επιθυμία να δει τον Phil στην ομάδα ήταν πιο έντονη. Ως μέλος της περιόδου 1980-1983, το συγκρότημα ηχογράφησε το άλμπουμ Ballbreaker το 1995 με τον παραγωγό της hip-hop και του heavy metal Rick Rubin και τον Stiff Upper Lip το 2000.

Μετά την κυκλοφορία αυτών των άλμπουμ, το συγκρότημα υπέγραψε μακροπρόθεσμο συμβόλαιο για πολλά άλμπουμ με τη Sony BMG, τα οποία άρχισαν να κυκλοφορούν με την ετικέτα Epic Records.

Τα τελευταία χρόνια και η αναγνώριση

Τον Μάρτιο του 2003, οι AC/DC εισήχθησαν στο Rock and Roll Hall of Fame στη Νέα Υόρκη και ερμήνευσαν τις επιτυχίες τους "Highway to Hell" και "You Shook Me All Night Long" με τον Steve Tyler των Aerosmith. Τον Μάιο του 2003, ο Μάλκολμ Γιανγκ τιμήθηκε με το βραβείο Ted Albert για την «εξαιρετική του προσφορά στην αυστραλιανή μουσική». Την ίδια χρονιά, η Recording Industry Association of America (RIAA) ενημέρωσε τις εκτιμήσεις πωλήσεων άλμπουμ της από 46,5 εκατομμύρια σε 63 εκατομμύρια, κάνοντας AC DCΤο πέμπτο συγκρότημα στην ιστορία των ΗΠΑ που πούλησε τα περισσότερα άλμπουμ μετά τους Beatles, τους Led Zeppelin, τους Pink Floyd και τους Eagles. Επιπλέον, το Back in Black πιστοποιήθηκε με διπλό διαμάντι (πωλήθηκαν 20.000.000 αντίτυπα), καθιστώντας το το έκτο άλμπουμ με τις περισσότερες πωλήσεις στην ιστορία των ΗΠΑ. Το 2005, το άλμπουμ πούλησε 21 εκατομμύρια αντίτυπα, γεγονός που το έφερε στην πέμπτη θέση.

Τον Ιούλιο του 2003, το συγκρότημα εμφανίστηκε μαζί με τους The Rolling Stones στο Sarsfest, μια συναυλία αφιερωμένη στον αγώνα κατά της επιδημίας SARS στο Τορόντο του Καναδά.

Την 1η Οκτωβρίου 2004, η Corporation Lane στη Μελβούρνη μετονομάστηκε επίσημα σε ACDC Lane προς τιμήν της ομάδας (τα ονόματα των οδών στη Μελβούρνη δεν μπορούν να περιέχουν τον χαρακτήρα "/"). Ο δρόμος είναι δίπλα στην οδό Swanston, όπου το συγκρότημα ηχογράφησε το βίντεό του για την επιτυχία του 1975 "Its a Long Way to the Top" στο πίσω μέρος ενός φορτηγού. Υπάρχει επίσης ένας άλλος δρόμος στον κόσμο που πήρε το όνομά του από το συγκρότημα AC/DC, στην Ισπανία, στην πόλη Legan (LeganГ©s), κοντά στη Μαδρίτη "Calle de AC/DC", όχι μακριά από τους δρόμους που ονομάστηκαν από τα ροκ συγκροτήματα. Iron Maiden and Rosendo (ισπανικό ροκ συγκρότημα).

Τον Μάρτιο του 2005, κυκλοφόρησε ένα σετ δύο DVD, το "Family Jewels", που περιείχε ένα μουσικό βίντεο και κλιπ συναυλίας. Ο πρώτος δίσκος ήταν από την εποχή του Μπον Σκοτ ​​(με πλάνα συναυλίας που γυρίστηκε δέκα ημέρες πριν από το θάνατο του Σκοτ), ο δεύτερος περιείχε πλάνα από την εποχή του Μπράιαν Τζόνσον.

Στις 28 Αυγούστου 2008 κυκλοφόρησε το σινγκλ "RocknRoll Train". Στις 20 Οκτωβρίου 2008, οι AC/DC κυκλοφόρησαν το νέο τους άλμπουμ Black Ice, το οποίο μια εβδομάδα μετά την κυκλοφορία του ήταν στην κορυφή των charts σε 29 χώρες. Την πρώτη εβδομάδα του, το συγκρότημα πούλησε 5 εκατομμύρια αντίτυπα του άλμπουμ παγκοσμίως. Υπήρχαν 6 άλμπουμ στο Αυστραλιανό Top 50 στις αρχές Νοεμβρίου AC DC. Μεταξύ εκείνων που μίλησαν με ενθουσιασμό για το νέο άλμπουμ ήταν ο Αυστραλός ποιητής και συγγραφέας John Kinsella, ο οποίος σημείωσε τους «έξυπνους, αιχμηρούς, με τον δικό του τρόπο λαμπρούς» στίχους του άλμπουμ.

Στα τέλη Οκτωβρίου, το συγκρότημα πήγε σε μια περιοδεία στη Βόρεια Αμερική, προσκαλώντας τους The Answer ως υποστηρικτικές πράξεις.

Επιρροή στη ροκ μουσική

AC DCαναφέρεται από πολλούς σύγχρονους και μεταγενέστερους μουσικούς και συγκροτήματα της ροκ και μέταλ μουσικής ως επιρροή στη δουλειά τους. Ανάμεσά τους: Anthrax, Bon Jovi, The Darkness, Def Leppard, Dio, Dokken, Dream Theater, Faster Pussycat, Iron Maiden, Great White, Guns N" Roses, Hanoi Rocks, Journey, Megadeth, Metallica, Nirvana, Mötley Crüe, Ozzy Osbourne, Poison, Ratt, Rhino Bucket, Saxon, Scorpions, Skid Row, Supagroup, Tool, Twisted Sister, UFO, Van Halen, Whitesnake, Wolfmother, Y&T.

Πολλοί καλλιτέχνες και γκρουπ πανκ ροκ, σκληροπυρηνικού, grunge, garage rock και alternative rock έχουν γιορτάσει επίσης AC DCπώς τους επηρέασε. Αν και το γκρουπ αρχικά επικρίθηκε από τους Βρετανούς punk rockers στα τέλη της δεκαετίας του '70, πολλοί μουσικοί από αυτό το κίνημα απέτισαν φόρο τιμής σε AC DCγια την υψηλή ενέργεια της μουσικής, μια εμπεριστατωμένη και αντιεμπορική (αν και πολλοί μπορεί να διαφωνούν με αυτό) προσέγγιση της ροκ μουσικής.

Επιρροή AC DCείναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί η αυστραλιανή μουσική. Σχετικά μιλώντας, κάθε αυστραλιανή ροκ μπάντα που εμφανίστηκε στα μέσα της δεκαετίας του '70 και αργότερα επηρεάστηκε από AC DC. Σε αυστραλιανά συγκροτήματα που έχουν επικαλεστεί επιρροές πάνω τους AC DC, περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, Airbourne, Blood Duster, Frenzal Rhomb, INXS, Jet, The Living End, Midnight Oil, Powderfinger, Silverchair, You Am I.

Η ηλεκτρική ενέργεια μας συνοδεύει σε κάθε βήμα. Χωρίς αυτό, η ζωή οποιουδήποτε ανθρώπου είναι αδιανόητη. Σε όλη τη διάρκεια της ζωής μας, συναντάμε εκδηλώσεις ηλεκτρισμού στον έναν ή τον άλλο βαθμό. Αυτό συμβαίνει συχνότερα, κατά κανόνα, όταν χαλάσουν οι ηλεκτρικές συσκευές. Και για να κατανοήσουμε τη δομή και τα κυκλώματά τους, είναι χρήσιμο να γνωρίζουμε ότι το εναλλασσόμενο και το συνεχές ρεύμα ορίζονται ως ρεύμα AC και DC.

Πηγές ηλεκτρικής ενέργειας

Αρχικά, οι πηγές ηλεκτρικής ενέργειας ήταν μόνο χημικά γαλβανικά στοιχεία μιας χρήσης. Αργότερα, εμφανίστηκαν επαναχρησιμοποιήσιμες μπαταρίες. Αξίζει να σημειωθεί ότι η πολικότητα των χημικών πηγών δεν μπορεί να αλλάξει από μόνη της. Για να ληφθεί σταθερή τάση οι γεννήτριες χρησιμοποιούνται σε βιομηχανική κλίμακα, και μερικές φορές ηλιακά πάνελ.

Ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός, με τη σειρά του, τροφοδοτείται από ένα δίκτυο εναλλασσόμενης τάσης και τα τροφοδοτικά χρησιμοποιούνται για τη λήψη σταθερής τάσης. Το εναλλασσόμενο ρεύμα μειώνεται στις απαιτούμενες τιμές χρησιμοποιώντας μετασχηματιστές και στη συνέχεια διορθώνεται. Ταυτόχρονα, η συχνότητα κυματισμού μειώνεται με εξομάλυνση φίλτρων, σταθεροποιητών και ρυθμιστών τάσης.

Τα τροφοδοτικά μεταγωγής είναι κοινά στον σύγχρονο κόσμο. Σε αυτά, η συχνότητα παλμών της ηλεκτρικής ενέργειας εξόδου εξομαλύνεται με την ενσωμάτωση στοιχείων. Συγκεντρώνουν την ηλεκτρική ενέργεια και τη μεταφέρουν στο φορτίο. Το αποτέλεσμα είναι η απαιτούμενη σταθερή τάση.

Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές μπορούν επίσης να συμπυκνώσουν την ηλεκτρική ενέργεια. Όταν ένας τέτοιος πυκνωτής εκφορτίζεται, εμφανίζεται ένα εναλλασσόμενο ρεύμα στο εξωτερικό κύκλωμα. Εάν εκφορτιστεί μέσω μιας αντίστασης, τότε εμφανίζεται ένα σταδιακά μειούμενο (μονόδρομο) εναλλασσόμενο ρεύμα. Όταν χρησιμοποιείτε επαγωγικό πηνίο, δημιουργείται ένα αμφίδρομο εναλλασσόμενο ρεύμα στο κύκλωμα. Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές μπορούν να έχουν τεράστια χωρητικότηταφτάνοντας τις εκατοντάδες microfarads. Όταν τέτοιοι πυκνωτές εκφορτίζονται μέσω μιας μεγάλης αντίστασης, η ηλεκτρική ενέργεια μειώνεται πιο αργά και μια σταθερή τάση ρέει στο εξωτερικό κύκλωμα.

Υπάρχουν επίσης συνδυασμοί πυκνωτών και χημικών πηγών - ιονιστών. Έχουν την ικανότητα να συσσωρεύουν και να απελευθερώνουν σημαντικές ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα.

Ονομασίες σε διαγράμματα και συσκευές

Είναι γενικά αποδεκτό ότι η κατεύθυνση του ηλεκτρισμού πηγαίνει από μια επαφή με πρόσημο σε μια επαφή με πρόσημο μείον.

Τα μέρη με υψηλά δυναμικά ονομάζονται «θετικός πόλος» και υποδεικνύονται με σύμβολο + (συν). Τα σημεία με χαμηλότερα δυναμικά, κατά συνέπεια, ονομάζονται "αρνητικός πόλος" και ορίζονται με ένα σύμβολο - (μείον).

Αρχικά έγινε αποδεκτό ότι η ηλεκτρική μόνωση των θετικών καλωδίων είναι κόκκινη, ενώ τα καλώδια με το σύμβολο μείον είναι βαμμένα μπλε ή μαύρα.

Σύμβολα σε ηλεκτρικές συσκευές:- ή =. Ο μονοκατευθυντικός ηλεκτρισμός (συμπεριλαμβανομένου του σταθερού ηλεκτρισμού) υποδηλώνεται με το λατινικό αλφάβητο DC ή χρησιμοποιείται το σύμβολο Unicode - U+2393.

Οι συντομογραφίες AC και DC έχουν τις ρίζες τους στην καθημερινή χρήση και χρησιμοποιούνται μαζί με τις συνήθεις ονομασίες "variable" και "constant":

• προσδιορισμός άμεσης τάσης (-) ή DC (Συνεχές Ρεύμα).
• σύμβολο εναλλασσόμενου ρεύματος (~) ή AC (εναλλασσόμενο ρεύμα) - ονομασία εναλλασσόμενου ρεύματος.

Περιοχές εφαρμογής της τάσης DC

Η χρήση σταθερής τάσης επιτρέπει την αύξηση της ηλεκτρικής ενέργειας που μεταφέρεται και στη συνέχεια τη μεταφορά μεταξύ συστημάτων ισχύος που χρησιμοποιούν εναλλασσόμενο ρεύμα διαφορετικών συχνοτήτων (για παράδειγμα, 50 και 60 hertz).

Το συνεχές ρεύμα χρησιμοποιείται επίσης ενεργά στις μεταφορές. Οι σταθερά διεγερμένοι ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται σε διάφορους μηχανισμούς:

• ηλεκτρικές ατμομηχανές?
• ηλεκτρικά τρένα?
• τραμ?
• τρόλεϊ?
• ανελκυστήρες κ.λπ.

Υπήρχε επίσης συνεχής ένταση σε άλλους τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας. Χρησιμοποιείται ευρέως με αυτόν τον τρόπο:

Ο ηλεκτρισμός μας συνοδεύει παντού: στη δουλειά και στο σπίτι. Είναι τρομακτικό να φανταστεί κανείς έστω και για ένα λεπτό τι θα συμβεί στην ανθρωπότητα αν χάσει ξαφνικά ηλεκτρική ενέργεια.

Οι μετατροπείς παλμών και τα ηλεκτρονικά ισχύος γενικά παρέμειναν πάντα κάτι ιερό για τους περισσότερους ερασιτέχνες και επαγγελματίες στον τομέα της ανάπτυξης ηλεκτρονικών. Το άρθρο καλύπτει ίσως το πιο ενδιαφέρον θέμα μεταξύ των DIYers και των οπαδών της εναλλακτικής ενέργειας - τον σχηματισμό μιας ημιτονοειδούς τάσης/ρεύματος από μια σταθερή.

Νομίζω ότι πολλοί από εσάς πιθανότατα έχετε δει διαφημίσεις ή έχετε διαβάσει άρθρα που περιέχουν τη φράση "καθαρό ημιτόνιο". Αυτό ακριβώς θα μιλήσουμε, αλλά όχι για το στοιχείο μάρκετινγκ, αλλά για αποκλειστικά τεχνική υλοποίηση. Θα προσπαθήσω να εξηγήσω όσο πιο ξεκάθαρα γίνεται τις ίδιες τις αρχές λειτουργίας, τυπικές (και όχι τόσο τυπικές) λύσεις κυκλωμάτων και το πιο σημαντικό, θα γράψουμε και θα αναλύσουμε λογισμικό για τον μικροελεγκτή STM32, που θα παράγει τα απαραίτητα σήματα για εμάς.

Γιατί STM32; Ναι, γιατί τώρα αυτό είναι το πιο δημοφιλές MK στην ΚΑΚ: υπάρχουν πολλές εκπαιδευτικές πληροφορίες στα ρωσικά, υπάρχουν πολλά παραδείγματα και το πιο σημαντικό, αυτά τα MK και τα εργαλεία εντοπισμού σφαλμάτων για αυτά είναι πολύ φθηνά. Θα σας πω ευθέως - σε ένα εμπορικό έργο θα εγκαθιστούσα μόνο το TMS320F28035 ή ένα παρόμοιο DSP από τη σειρά Piccolo της TI, αλλά αυτό είναι μια εντελώς διαφορετική ιστορία.

Ένα πράγμα είναι σημαντικό - το STM32 σάς επιτρέπει να ελέγχετε σταθερά απλούς "οικιακούς" μετατροπείς ισχύος από τους οποίους η μοίρα του κόσμου δεν εξαρτάται από τη λειτουργία οποιουδήποτε πυρηνικού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής ή κέντρου δεδομένων.

Αυτή είναι η εικόνα των σημάτων ελέγχου που πρέπει να ληφθούν προκειμένου να μετατραπεί το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο ρεύμα. Και ναι - αυτό ακριβώς είναι το ημίτονο! Όπως σε εκείνη την ταινία: «Βλέπεις το γοφάρι; - Οχι. - Και είναι...»

Ενδιαφέρεστε να μάθετε πώς σχηματίζεται ένα ιγμόρειο; Θα θέλατε να μάθετε πώς αντλούνται κιλοβάτ ενέργειας στο πετρέλαιο; Τότε καλώς ήλθατε στο cut!

1. Τοπολογίες για τη δημιουργία ημιτονοειδούς σήματος

Αν ρωτήσετε ένα πλήθος ηλεκτρονικών μηχανικών: «Πώς μπορείτε να δημιουργήσετε ένα ημιτονοειδές σήμα;», τότε θα έρθουν προτάσεις με δώδεκα διαφορετικές μεθόδους, αλλά ποια χρειαζόμαστε; Ας ξεκινήσουμε από την αρχική εργασία - πρέπει να μετατρέψουμε, για παράδειγμα, 380V 10A σε εναλλασσόμενη τάση 230V. Σε γενικές γραμμές, αυτή είναι μια «κλασική» περίπτωση, μπορούμε να τη δούμε σε οποιοδήποτε καλό on-line UPS ή inverter. Αποδεικνύεται ότι πρέπει να μετατρέψουμε περίπου 4 kW ισχύος, και μάλιστα με καλή απόδοση, όχι κακό, σωστά; Νομίζω ότι μια τέτοια συνθήκη θα μειώσει τον αριθμό των επιλογών για την "σχεδίαση" του ημιτονοειδούς. Τι μας μένει λοιπόν;

Σε μετατροπείς ισχύος έως 6-10 kW, χρησιμοποιούνται δύο κύριες τοπολογίες: μια πλήρης γέφυρα και μια «μισή γέφυρα» με διαμπερή ουδέτερο. Αυτοί κοιτάζουν με τον εξής τρόπο:

1) Τοπολογία με μέσω ουδέτερου

Αυτή η τοπολογία συναντάται συχνότερα σε UPS προϋπολογισμού με έξοδο ημιτονοειδούς κύματος, αν και αρχές όπως η APC και η GE δεν διστάζουν να τη χρησιμοποιήσουν ακόμη και σε αρκετά υψηλές ισχύς. Τι τους παρακινεί να το κάνουν αυτό; Ας δούμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτής της τοπολογίας.

Πλεονεκτήματα:

• Ο ελάχιστος δυνατός αριθμός τρανζίστορ ισχύος, που σημαίνει ότι οι απώλειες είναι 2 φορές λιγότερες και το κόστος της συσκευής είναι επίσης χαμηλότερο
• Μέσα από το μηδέν. Αυτό απλοποιεί τη διαδικασία πιστοποίησης, ειδικά CE και ATEX. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μηδέν επιτρέπει στα συστήματα προστασίας εισόδου (για παράδειγμα, RCD) να λειτουργούν επίσης εάν συμβεί ατύχημα στα κυκλώματα εξόδου μετά τον μετατροπέα
• Απλή τοπολογία, η οποία μας επιτρέπει να ελαχιστοποιήσουμε το κόστος του προϊόντος με μικρές
  και μεσαίας κλίμακας παραγωγή

Μειονεκτήματα:

• Η ανάγκη για διπολική παροχή ρεύματος. Όπως μπορείτε να δείτε, στο κύκλωμα του μετατροπέα πρέπει να τροφοδοτηθούν ±380V και ένα άλλο μηδέν
• Διπλασιάστε τον αριθμό των πυκνωτών υψηλής τάσης. Οι πυκνωτές υψηλής τάσης μεγάλης χωρητικότητας και με χαμηλό ESR σε ισχύ από 3-4 kW αρχίζουν να κυμαίνονται από 20 έως 40%
  κόστος εξαρτημάτων
• Η χρήση ηλεκτρολυτικών πυκνωτών στον «διαιρέτη». Στεγνώνουν, είναι σχεδόν αδύνατο να επιλέξετε πυκνωτές με τις ίδιες παραμέτρους και αν σκεφτείτε ότι οι παράμετροι των ηλεκτρολυτών αλλάζουν κατά τη λειτουργία, τότε είναι άσκοπο. Μπορείτε να το αντικαταστήσετε με φιλμ, αλλά είναι ακριβό

Τα κύρια πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα έχουν εντοπιστεί, οπότε πότε χρειάζεται αυτή η τοπολογία; Η υποκειμενική μου γνώμη: σε ισχύ έως 500-1000 W, όταν η βασική προϋπόθεση είναι το κόστος και όχι η αξιοπιστία. Ένας σαφής εκπρόσωπος τέτοιων καταναλωτικών αγαθών είναι οι σταθεροποιητές της A-Electronics: είναι φθηνοί, λειτουργούν με κάποιο τρόπο και αυτό είναι εντάξει. Για το 60% των καταναλωτών στη χώρα μας αυτό είναι επαρκές και προσιτό. Ας βγάλουμε συμπεράσματα.

2) Τοπολογία γέφυρας

Τοπολογία γέφυρας... ίσως η πιο κατανοητή και πιο κοινή τοπολογία σε μετατροπείς ισχύος, και το πιο σημαντικό, προσβάσιμη σε προγραμματιστές ακόμη και με μικρή εμπειρία. Μετά από 10 kW δεν θα βρείτε τίποτα άλλο εκτός από μονοφασική ή τριφασική γέφυρα. Γιατί είναι τόσο αγαπητός;

Πλεονεκτήματα:

• Πολύ υψηλή αξιοπιστία. Οφείλεται κυρίως στην ποιότητα του συστήματος ελέγχου τρανζίστορ ισχύος και δεν εξαρτάται από την υποβάθμιση των εξαρτημάτων
• Η χωρητικότητα εισόδου που απαιτείται είναι πολλές φορές, ή ακόμα και μια τάξη μεγέθους μικρότερη. Είναι απαραίτητο μόνο να παρέχετε την υπολογιζόμενη τιμή ESR. Αυτό επιτρέπει τη χρήση πυκνωτών φιλμ διατηρώντας παράλληλα το κόστος. Πυκνωτές φιλμ - δεν στεγνώνουν, αποδίδουν καλύτερα σε σκληρές θερμοκρασίες, η διάρκεια ζωής είναι μια τάξη μεγέθους μεγαλύτερη από αυτή των ηλεκτρολυτών
• Ελάχιστη κυματισμός τάσης στα τρανζίστορ, που σημαίνει ότι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τρανζίστορ με χαμηλότερες τάσεις
• Απλότητα και σαφήνεια των αλγορίθμων λειτουργίας. Αυτό οδηγεί σε σημαντική μείωση του χρόνου για την ανάπτυξη του προϊόντος, καθώς και για τη θέση σε λειτουργία του.

Μειονεκτήματα:

• Ένας αυξημένος αριθμός τρανζίστορ ισχύος σημαίνει ότι απαιτείται πιο σοβαρή ψύξη. Αύξηση της τιμής των τρανζίστορ, αλλά λόγω του μικρότερου αριθμού πυκνωτών αυτό είναι μάλλον πλεονέκτημα
• Αυξημένη πολυπλοκότητα του προγράμματος οδήγησης, ειδικά με απαιτήσεις γαλβανικής απομόνωσης

Όπως μπορείτε να δείτε από τα πραγματικά μειονεκτήματα της τοπολογίας της γέφυρας, υπάρχει μόνο μια αυξημένη απαίτηση για ψύξη των τρανζίστορ. Πολλοί θα σκεφτούν: "Παράγεται περισσότερη θερμότητα, που σημαίνει ότι η απόδοση είναι χαμηλότερη!" Όχι ακριβώς... Λόγω των μειωμένων εκπομπών EMF και ενός πιο «σκληρού» συστήματος ελέγχου, η απόδοση των δύο τοπολογιών είναι περίπου ίση.

Στο 70% των περιπτώσεων πρέπει να χρησιμοποιήσω κύκλωμα γέφυρας όχι μόνο σε μετατροπείς DC/AC, αλλά και σε άλλους μετατροπείς. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σχεδιάζω κυρίως βιομηχανικές λύσεις και όλο και περισσότερο για ευρωπαίους πελάτες, και εκεί συνηθίζεται να παρέχεται εγγύηση 5-15 ετών για ακριβές βιομηχανικές συσκευές. Η κλασική απαίτηση: «Θέλουμε ένα κομμάτι υλικού που να μπορεί να εγγυηθεί για 10 χρόνια», δεν υπάρχει πλέον επιλογή. Φυσικά, όταν οι άνθρωποι θέλουν μια συσκευή με τη χαμηλότερη τιμή, τότε είναι απαραίτητο να ξεκινήσετε από μια συγκεκριμένη εργασία όταν επιλέγετε μια τοπολογία.

Μια σύντομη περίληψη: αυτό το άρθρο θα παρέχει λογισμικό για τη λειτουργία ενός μετατροπέα γέφυρας (H-bridge ή Full Bridge), αλλά η αρχή της ίδιας της ημιτονοειδής δημιουργίας είναι η ίδια για όλες τις τοπολογίες. Ο κώδικας μπορεί επίσης να προσαρμοστεί για την 1η τοπολογία, αλλά είστε μόνοι σας.

2. Σχηματισμός εναλλασσόμενου ρεύματος με χρήση μετατροπέα γέφυρας

Αρχικά, ας δούμε πώς λειτουργεί γενικά ένας μετατροπέας γέφυρας. Κοιτάμε το κύκλωμα και βλέπουμε τρανζίστορ VT1-VT4. Μας επιτρέπουν να εφαρμόσουμε το ένα ή το άλλο δυναμικό στο αφηρημένο μας φορτίο (μια αντίσταση, για παράδειγμα). Αν ανοίξουμε τα τρανζίστορ VT1 και VT4, έχουμε τα εξής: Το VT4 συνδέει το ένα άκρο του φορτίου στο αρνητικό (GND) και το τρανζίστορ VT1 συνδέεται στα +380V, μια διαφορά δυναμικού "380V - 0V" εμφανίζεται σε όλο το φορτίο, η οποία δεν είναι μηδέν, που σημαίνει ότι το ρεύμα θα αρχίσει να ρέει προς το φορτίο. Νομίζω ότι όλοι θυμούνται ότι οι επιστήμονες συμφώνησαν - το ρεύμα ρέει "από το συν στο μείον". Παίρνουμε την παρακάτω εικόνα:

Τι πήραμε ανοίγοντας VT1 και VT4; Έχουμε συνδέσει το φορτίο μας στο δίκτυο! Εάν η αντίσταση αντικαταστάθηκε με μια λάμπα, απλά θα άναβε. Και δεν ενεργοποιήσαμε απλώς το φορτίο, αλλά καθορίσαμε την κατεύθυνση του ρεύματος που διέρχεται από αυτό. Είναι πολύ σημαντικό! Τι συνέβη εκείνη την εποχή με το VT2 και το VT3; Ήταν κλειστά... τελείως... ερμητικά... Τι θα γινόταν αν τελικά ήταν ανοιχτά και τα VT2 ή VT3; Ας κοιτάξουμε:

Ας υποθέσουμε ότι τα τρανζίστορ VT1, VT4 και VT2 έχουν ανοίξει. Ας θυμηθούμε τον νόμο του Ohm, κοιτάξτε την αντίσταση καναλιού των τρανζίστορ υψηλής τάσης, για παράδειγμα, IPP60R099P7XKSA1 και δείτε 0,1 Ohm, έχουμε 2 από αυτά σε σειρά - που σημαίνει ότι η αντίσταση του κυκλώματος VT1 και VT2 είναι περίπου 0,2 Ohm. Τώρα ας υπολογίσουμε το ρεύμα που θα διαρρέει αυτό το κύκλωμα: 380V / 0,2 Ohm = 1900A. Νομίζω ότι όλοι καταλαβαίνουν ότι πρόκειται για βραχυκύκλωμα; Νομίζω επίσης ότι όλοι καταλαβαίνουν γιατί το VT2 και το VT3 πρέπει να κλείσουν;

Αυτό το "φαινόμενο" ονομάζεται - μέσω ρεύματος. Και είναι μαζί του που γίνεται ο μεγάλος πόλεμος στα ηλεκτρονικά ισχύος. Πώς να το αποφύγετε; Δημιουργήστε ένα σύστημα ελέγχου του οποίου ο αλγόριθμος θα απαγορεύει αυστηρά το ταυτόχρονο άνοιγμα ενός επιπλέον τρανζίστορ.

Γιατί τότε χρειάζονται τα τρανζίστορ VT2 και VT3; Θυμάστε που έγραψα ότι η κατεύθυνση του ρεύματος είναι πολύ σημαντική; Ας θυμηθούμε τι είναι το εναλλασσόμενο ρεύμα. Στην πραγματικότητα αυτό είναι ένα ρεύμα που έχει κάτι μεταβλητό, σε αυτήν την περίπτωση την κατεύθυνση του ρεύματος. Έχουμε ένα ρεύμα που ρέει στην πρίζα μας που αλλάζει την κατεύθυνση του 100 φορές το δευτερόλεπτο. Ας κλείσουμε τώρα τα VT1 και VT4 και μετά ανοίξουμε τα τρανζίστορ VT2 και VT3 και πάρουμε αυτή την εικόνα:

Όπως μπορείτε να δείτε, η κατεύθυνση του ρεύματος (που υποδεικνύεται με βέλη) έχει αλλάξει προς το αντίθετο. Η χρήση μιας γέφυρας μας επέτρεψε να αλλάξουμε την κατεύθυνση του ρεύματος, τι σημαίνει αυτό; Ναι, έχουμε AC!

Λάβετε υπόψη ότι η γέφυρα έχει δύο διαγώνιες: η πρώτη διαγώνιος σχηματίζεται από VT1+VT4 και η δεύτερη διαγώνιος σχηματίζεται από VT2+VT3. Αυτές οι διαγώνιοι λειτουργούν με τη σειρά τους, αλλάζουν το ρεύμα πρώτα προς τη μία κατεύθυνση και μετά προς την άλλη.

Λοιπόν πήραμε εναλλασσόμενο ρεύμα, λέτε, αλλά δεν είναι όλα τόσο απλά... Έχουμε μια τυπική - τάση δικτύου. Τυποποιείται από δύο κύριες παραμέτρους: τάση και συχνότητα. Ας ασχοληθούμε με τη συχνότητα προς το παρόν, γιατί το θέμα της τάσης είναι απλό και καθαρά κυκλωματοτεχνικό.

Και έτσι η συχνότητα... αυτό που είναι γνωστό για αυτήν είναι ότι είναι 50 Hz (μερικές φορές 60 Hz στις Ηνωμένες Πολιτείες). Η περίοδος σήματος είναι 20 ms. Το ημιτονοειδές κύμα είναι συμμετρικό σε αυτή την περίπτωση, πράγμα που σημαίνει ότι τα 2 μισά κύματα (θετικά και αρνητικά) έχουν την ίδια διάρκεια, δηλαδή 10 ms + 10 ms. Ελπίζω ότι όλα είναι ξεκάθαρα εδώ.

Τι σημαίνει αυτό από φυσική άποψη; Ναι, το γεγονός είναι ότι πρέπει να αλλάζουμε την κατεύθυνση του ρεύματος στο φορτίο κάθε 10 ms. Καταλαβαίνουμε ότι πρώτα η διαγώνιος VT1+VT4 είναι ανοιχτή για 10 ms, και μετά κλείνει και ανοίγει η διαγώνιος VT2+VT3 για τα επόμενα 10 ms.

Τι σημαίνει το άνοιγμα ενός τρανζίστορ και τι σήμα να του στείλω;

Ας πάμε λίγο στην αρχή του ελέγχου τρανζίστορ. Χρησιμοποιώ τρανζίστορ εφέ πεδίου με μονωμένη πύλη N-καναλιού (Mosfet).

Το «ανοιχτό τρανζίστορ» είναι ένα τρανζίστορ, η πύλη (G) του οποίου τροφοδοτήθηκε με θετικό δυναμικό (+10..18V) σε σχέση με την πηγή (S) και το τρανζίστορ άλλαξε την αντίσταση του καναλιού (S-D) από απείρως μεγάλη (2-100 MOhm) έως μικρό (συνήθως 0,1 - 1 Ohm). Δηλαδή, το τρανζίστορ άρχισε να μεταφέρει ρεύμα.

Ένα "κλειστό τρανζίστορ" είναι ένα τρανζίστορ του οποίου η πύλη (G) έλκεται προς την πηγή (S) και η αντίστασή του αλλάζει από μικρό σε απείρως μεγάλη. Δηλαδή, το τρανζίστορ έχει σταματήσει να αγώγει ρεύμα.

Για να εξοικειωθείτε καλύτερα με την αρχή λειτουργίας ενός τρανζίστορ φαινομένου πεδίου ή IGBT, σας συμβουλεύω να διαβάσετε μερικά κεφάλαια στο βιβλίο του Semenov "Fundamentals of Power Electronics" ή σε άλλη πηγή, ίσως στη Wikipedia για αρχή.

Για έλεγχο, παρέχουμε ένα σήμα με Pulse Width Modulation ή την πιο γνωστή συντομογραφία - PWM. Η ιδιαιτερότητα αυτού του σήματος είναι ότι έχει 2 καταστάσεις: χαμηλότερη τάση (GND) και ανώτερη τάση (VCC), δηλαδή εφαρμόζοντας το στην πύλη του τρανζίστορ είτε το ανοίγουμε είτε το κλείνουμε - δεν δίνεται τίποτα άλλο. Σας συμβουλεύω επίσης να διαβάσετε επιπλέον για το PWM, γιατί σας το περιέγραψα επιφανειακά για τεμπέληδες.

Και έτσι, για να αλλάζει η γέφυρά μας την κατεύθυνση του ρεύματος κάθε 10 ms, πρέπει να εφαρμόσουμε ένα σήμα PWM σε αυτήν, η περίοδος του οποίου είναι 20 ms και ο κύκλος λειτουργίας είναι 50%. Αυτό σημαίνει ότι από τα 20 ms, ο ώμος μας είναι ανοιχτός τις μισές φορές (10 ms) και άγει ρεύμα και ο άλλος μισός είναι κλειστός. Πρέπει να εφαρμόσουμε τέτοιο PWM σε όλα τα κλειδιά, αλλά με μία προϋπόθεση - εφαρμόζουμε άμεσο PWM στη διαγώνιο VT1+VT4 και αντίστροφο PWM στη διαγώνιο VT2+VT3. Για να το πούμε πιο έξυπνα, το σήμα που παρέχεται στις διαγώνιους θα πρέπει να έχει μετατόπιση 180 0. Νομίζω ότι αυτή τη στιγμή το κεφάλι σου τρέχει προσπαθώντας να καταλάβει το κείμενο, οπότε ας δούμε την οπτική του αναπαράσταση:

Τώρα όλα είναι ξεκάθαρα; Οχι? Στη συνέχεια, πιο αναλυτικά... Όπως μπορείτε να δείτε, σημείωσα συγκεκριμένα τις στιγμές ανοίγματος και κλεισίματος των τρανζίστορ: ανοίγουν στο "συν" και κλείνουν στο "μείον". Επίσης, τα σήματα είναι αντίθετα, δηλαδή αντίστροφα: όταν το μπλε σήμα είναι "συν", τότε το πράσινο σήμα είναι "μείον". Εφαρμόζουμε ένα μπλε σήμα στη μία διαγώνιο και ένα πράσινο σήμα στην άλλη - όπως φαίνεται στον παλμογράφο, οι διαγώνιοί μας δεν ανοίγουν ποτέ ταυτόχρονα. Το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι έτοιμο!

Δείτε την περίοδο. Έδειξα συγκεκριμένα έναν παλμογράφο από τις εξόδους του ελεγκτή, έτσι ώστε οι λέξεις μου να μην είναι αφηρημένες. Η περίοδος σήματος είναι 20 ms, η μία διαγώνιος είναι ανοιχτή για 10 ms και δημιουργεί ένα θετικό μισό κύμα, η άλλη διαγώνιος είναι επίσης ανοιχτή για 10 ms και δημιουργεί ένα αρνητικό μισό κύμα. Τώρα ελπίζω να καταλάβουν όλοι και αν δεν καταλάβατε ακόμα, γράψτε μου στο PM, θα σας δώσω ένα ατομικό μάθημα στα δάχτυλά σας. Για να επιβεβαιώσω τα λόγια μου, ο παλμογράφος δείχνει τα πολύτιμα 50 Hz μας! Είναι πολύ νωρίς για χαλάρωση…

Λάβαμε εναλλασσόμενο ρεύμα με συχνότητα 50 Hz, αλλά στην έξοδο έχουμε ημιτονοειδές κύμα, και εδώ δεν συμβαίνει μαίανδρος. Επίσημα, μπορείτε να εφαρμόσετε έναν μαίανδρο στην έξοδο και να τροφοδοτήσετε τα περισσότερα φορτία με αυτόν, για παράδειγμα, ένα τροφοδοτικό μεταγωγής δεν ενδιαφέρει: ημιτονοειδή ή μαίανδρο. Δηλαδή, έχετε ήδη αρκετά για να ενεργοποιήσετε φορητούς υπολογιστές, τηλέφωνα, τηλεοράσεις, τηλέφωνα και άλλα πράγματα, αλλά αν συνδέσετε έναν κινητήρα AC, τότε όλα θα είναι πολύ άσχημα - θα αρχίσει να θερμαίνεται και η απόδοσή του θα είναι αισθητά μικρότερη, και στο τέλος πιθανότατα θα καεί. Πιστεύεις ότι δεν έχεις κινητήρες στο σπίτι; Τι γίνεται με τον συμπιεστή του ψυγείου; Τι γίνεται με μια αντλία κυκλοφορίας θέρμανσης; Τα τελευταία γενικά καίγονται σαν να είναι ξύλινα. Η κατάσταση είναι η ίδια με τις αντλίες βαθέων φρεατίων για φρεάτια, και με πολλά άλλα πράγματα γενικότερα. Αποδεικνύεται ότι το ημιτονοειδές σήμα στην έξοδο ενός μετατροπέα, σταθεροποιητή ή UPS εξακολουθεί να είναι σημαντικό. Λοιπόν, πρέπει να το δημιουργήσουμε! Τώρα θα ξεκινήσει μια πλήρης εγκεφαλική έκρηξη...

3. Δημιουργία ημιτονοειδούς κυματομορφής με χρήση PWM

Για να είμαι ειλικρινής, δεν ξέρω πώς να παρουσιάσω αυτήν την ενότητα σε προσβάσιμη γλώσσα. Σε περίπτωση που κάποιος δεν καταλαβαίνει, σας ζητώ είτε να το ψάξετε περαιτέρω στο google, είτε να γράψετε σε ένα σχόλιο ή να στείλετε PM - θα προσπαθήσω να σας το εξηγήσω προσωπικά. Τα μάτια φοβούνται, αλλά τα χέρια κάνουν...

Ας δούμε πώς μοιάζει ένα κανονικό ημιτονικό γράφημα:

Βλέπουμε 2 άξονες: ο ένας άξονας με περίοδο pi, pi/2 και μετά, ο δεύτερος με πλάτος από -1 έως +1. Στο πρόβλημά μας, η περίοδος μετριέται σε δευτερόλεπτα και είναι 20 ms ή 10 ms για κάθε μισό κύμα. Όλα είναι απλά και ξεκάθαρα εδώ, αλλά με το πλάτος είναι πιο διασκεδαστικό - απλά πάρτε το ως αξίωμα ότι το πλάτος μας είναι από 0 έως 1000. Αυτή είναι η τιμή του κύκλου λειτουργίας που ορίζει ο μικροελεγκτής, δηλαδή το 100 είναι 10%, το 500 είναι 50%, 900 είναι 90%. Νομίζω ότι η λογική είναι ξεκάθαρη. Στο επόμενο κεφάλαιο θα καταλάβετε γιατί από το 0 έως το 1000, αλλά προς το παρόν ας ξαναφτιάξουμε το γράφημά μας για να ταιριάζει με τις τιμές μας:

Έτσι μοιάζει το ημιτονογράφημα ενός καπνιστή, το οποίο αντιστοιχεί στο καθήκον μας. Όπως μπορείτε να δείτε, δεν υπέδειξα τον αρνητικό μισό κύκλο, γιατί Στην περίπτωσή μας, υλοποιείται όχι με χρήση ημιτονοειδούς σήματος, αλλά αλλάζοντας την κατεύθυνση του ρεύματος με εναλλαγή των διαγωνίων της γέφυρας.

Στον άξονα Χ έχουμε χρόνο και στον άξονα Υ έχουμε τον κύκλο λειτουργίας του σήματος PWM μας. Πρέπει να σχεδιάσουμε ένα ημίτονο χρησιμοποιώντας PWM. Θυμόμαστε τη γεωμετρία στο σχολείο, πώς φτιάχναμε γραφήματα; Σωστά, σημείο προς σημείο! Πόσους βαθμούς; Ας οικοδομήσουμε ένα ημίτονο σε πολλά σημεία O1(0,0) + O2(5,1000) + O3(10,0) + O4(15, -1000) + O5(20, 0) και πάρουμε το ακόλουθο ημίτονο:

Το κατασκευάσαμε και βλέπουμε ότι, καταρχήν, αυτό το σήμα μοιάζει περισσότερο με ημίτονο παρά με κανονικό μαίανδρο, αλλά δεν είναι ακόμα ημίτονο. Ας αυξήσουμε τον αριθμό των πόντων. Αυτό, παρεμπιπτόντως, ονομάζεται "διακριτικότητα σήματος" ή σε αυτήν την περίπτωση "διακριτικότητα PWM". Πώς μπορώ να βρω τις συντεταγμένες αυτών των σημείων; Με τους ακραίους ήταν απλό...

Υπολογισμός τιμών για σχηματισμό ημιτονοειδούς

Όπως είπα παραπάνω, το ημίτονο μας είναι αρκετά συμμετρικό. Εάν δημιουργήσουμε το 1/4 της περιόδου, δηλαδή από 0 έως 5 ms, τότε διπλασιάζουμε περαιτέρω αυτό το κομμάτι, μπορούμε να δημιουργήσουμε το ημίτονο για απείρως μεγάλο χρονικό διάστημα. Και έτσι ο τύπος:


Και έτσι με τη σειρά:

• n - τιμή κύκλου λειτουργίας σε ένα δεδομένο διακριτό σημείο
• Το A είναι το πλάτος του σήματος, δηλαδή η μέγιστη τιμή κύκλου λειτουργίας. Για εμάς είναι 1000
• pi/2 - το 1/4 της ημιτονικής περιόδου πέφτει σε pi/2, αν μετρήσουμε το 1/2 της περιόδου, τότε το pi
• x - αριθμός βήματος
• N - αριθμός πόντων

Για παράδειγμα, ας διευκολύνουμε τη χρήση της συνθήκης ότι έχουμε 5 βαθμούς. Αποδεικνύεται ότι έχουμε 1 βήμα = 1 ms, αυτό θα διευκολύνει τη δημιουργία γραφήματος. Το βήμα δειγματοληψίας υπολογίζεται απλά: η περίοδος στην οποία κατασκευάζουμε το γράφημα (5 ms) διαιρείται με τον αριθμό των σημείων. Ας φέρουμε τον τύπο σε ανθρώπινη μορφή:

Λαμβάνουμε ένα βήμα δειγματοληψίας 1 ms. Ας γράψουμε τον τύπο για τον υπολογισμό του κύκλου λειτουργίας, για παράδειγμα, στο Excel και λάβουμε τον ακόλουθο πίνακα:

Τώρα θα επιστρέψουμε στο ημιτονοειδή μας γράφημα και θα το σχεδιάσουμε ξανά, αλλά για μεγαλύτερο αριθμό σημείων και θα δούμε πώς αλλάζει:

Όπως μπορούμε να δούμε, το σήμα μοιάζει πολύ περισσότερο με ημιτονοειδή, ακόμη και λαμβάνοντας υπόψη την ικανότητά μου στο σχέδιο, ή μάλλον το επίπεδο τεμπελιάς)) Νομίζω ότι το αποτέλεσμα δεν απαιτεί εξήγηση; Με βάση τα αποτελέσματα κατασκευής, εξάγουμε το αξίωμα:

Όσο περισσότερα σημεία, όσο υψηλότερη είναι η δειγματοληψία σήματος, τόσο πιο ιδανικό είναι το ημιτονοειδές σχήμα του σήματος

Και λοιπόν, πόσους βαθμούς θα χρησιμοποιήσουμε... Είναι ξεκάθαρο ότι όσο περισσότερο, τόσο το καλύτερο. Πώς να μετρήσετε:

1. Για αυτό το άρθρο χρησιμοποιώ έναν παλιό μικροελεγκτή STM32F100RBT6 (STM32VL-Discovery debugging), η συχνότητά του είναι 24 MHz.
2. Μετράμε πόσα τικ θα διαρκέσει μια περίοδος 20 ms: 24.000.000 Hz / 50 Hz = 480.000 τικ
3. Αυτό σημαίνει ότι η μισή περίοδος διαρκεί 240.000 τικ, που αντιστοιχεί σε συχνότητα 24 kHz. Εάν θέλετε να αυξήσετε τη συχνότητα του φορέα, πάρτε μια πιο γρήγορη πέτρα. Τα αυτιά μας θα εξακολουθούν να ακούν 24 kHz, αλλά για δοκιμές ή ένα κομμάτι υλικού που στέκεται στο υπόγειο θα κάνει. Λίγο αργότερα σκοπεύω να μεταφέρω στο F103C8T6, και εκεί είναι ήδη 72 MHz.
4. 240.000 τικ... Λογικά προτείνει 240 πόντους για τη μισή περίοδο. Ο χρονοδιακόπτης θα ενημερώνει την τιμή του κύκλου λειτουργίας κάθε 1000 τικ ή κάθε 41,6 μs

Αποφασίσαμε τη διακριτικότητα του PWM 240 πόντοι ανά μισή περίοδο αρκούν με ένα περιθώριο για να έχουμε σχήμα σήματος τουλάχιστον όχι χειρότερο από ό,τι στο δίκτυο. Τώρα υπολογίζουμε τον πίνακα, επίσης στο Excel, ως την απλούστερη επιλογή. Παίρνουμε το παρακάτω γράφημα:

Η πηγή του πίνακα και οι τιμές βρίσκονται στον σύνδεσμο - .

4. Έλεγχος μετατροπέα γέφυρας για δημιουργία ημιτονοειδούς κύματος

Λάβαμε έναν ημιτονικό πίνακα και τι να κάνουμε με αυτό; Πρέπει να μεταδώσουμε αυτές τις τιμές με ένα συγκεκριμένο βήμα δειγματοληψίας, το οποίο είναι γνωστό σε εμάς. Όλα ξεκινούν με την προετοιμασία του χρονοδιακόπτη - χρόνος 0, κύκλος λειτουργίας μηδέν. Στη συνέχεια, μετράμε το βήμα δειγματοληψίας των 41,66 μs και γράφουμε την τιμή PWM από τον Πίνακα 13 (0,13%) στο χρονόμετρο, μετράμε άλλα 41,66 μs και καταγράφουμε 26 (0,26%) και ούτω καθεξής και για τις 240 τιμές. Γιατί 240; Έχουμε 120 βήματα για 1/4 περίοδο, αλλά πρέπει να ισοφαρίσουμε 1/2 περίοδο. Οι τιμές του κύκλου λειτουργίας είναι ίδιες, μόνο αφού φτάσουν τις 1000 το γράφουμε με αντίστροφη σειρά και παίρνουμε τη διάσπαση του ημιτόνου. Στην έξοδο θα έχουμε τον ακόλουθο παλμογράφο:

Όπως μπορείτε να δείτε, λάβαμε μια δέσμη τιμών PWM σε μια σαφώς καθορισμένη περίοδο και η διάρκειά της είναι: 240 βήματα x 41,66(!) μs = 9998,4 μs = 9,9984 ms ~ 10 ms. Λάβαμε μισή περίοδο για συχνότητα δικτύου 50 Hz. Όπως βλέπετε, υπάρχουν και πάλι δύο σήματα και είναι σε αντιφάση, ό,τι ακριβώς χρειάζεται για τον έλεγχο των διαγώνιων της γέφυρας. Αλλά με συγχωρείτε, πού είναι το ημίτονο, ρωτάτε; Ήρθε η στιγμή της αλήθειας! Ας τροφοδοτήσουμε τώρα το σήμα από την έξοδο του μικροελεγκτή σε ένα χαμηλοπερατό φίλτρο. Έφτιαξα ένα απλό φίλτρο χαμηλής διέλευσης χρησιμοποιώντας κυκλώματα RC με ονομαστικές τιμές 1,5 kOhm και 0,33 μF (μόλις τα είχα στα χέρια μου). το εξής αποτέλεσμα:

Voila! Εδώ είναι το πολυαναμενόμενο κίνημά μας! Η κόκκινη δέσμη του παλμογράφου είναι το σήμα πριν από το χαμηλοπερατό φίλτρο και η κίτρινη δέσμη είναι το σήμα μετά το φιλτράρισμα. Το χαμηλοπερατό φίλτρο έκοψε όλες τις συχνότητες πάνω από 321 Hz. Έχουμε ακόμα το κύριο σήμα των 50 Hz, και φυσικά τις αρμονικές του με μικρό πλάτος. Εάν θέλετε να καθαρίσετε τέλεια το σήμα, τότε φτιάξτε ένα χαμηλοπερατό φίλτρο με συχνότητα αποκοπής περίπου 55-60 Hz, αλλά προς το παρόν αυτό δεν είναι σημαντικό, έπρεπε απλώς να ελέγξουμε αν έχουμε ημιτονοειδές ή όχι. Παρεμπιπτόντως... ο συγχρονισμός του παλμογράφου μου είναι ενεργοποιημένος για την κίτρινη δέσμη (βέλος στα δεξιά της οθόνης) και βλέπουμε τη συχνότητά του στο κάτω μέρος της οθόνης - ιδανικό 50 Hz. Τι περισσότερο θα μπορούσατε να ζητήσετε; Αυτό είναι, το μόνο που μένει είναι να αποφασίσουμε τι σήμα και πού θα το στείλουμε. Ας δούμε αυτή την εικόνα:

Αν κοιτάξετε τον πρώτο κιόλας παλμογράφο του άρθρου, θα δείτε ότι το σήμα σε κίτρινο και μπλε καλύτερα έχουν την ίδια φάση, δηλαδή γίνονται θετικά ταυτόχρονα και ανοίγουν τα τρανζίστορ. Αυτά τα 2 σήματα ανοίγουν τη διαγώνιο VT1+VT4. Αντίστοιχα, άλλα 2 σήματα έχουν επίσης την ίδια φάση και ανοίγουν διαφορετική διαγώνιο. Τώρα όχι μόνο αλλάζουμε την κατεύθυνση του ρεύματος, αλλά και ρυθμίζουμε το πλάτος χρησιμοποιώντας PWM έτσι ώστε να αλλάζει σύμφωνα με έναν ημιτονοειδές νόμο. Ας δούμε τώρα το ίδιο κύκλωμα, αλλά με ρεύματα:

Όπως μπορείτε να δείτε, το ρεύμα μέσω του φορτίου ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση, αλλάζοντας κατεύθυνση με συχνότητα 50 Hz και το διαμορφωμένο PWM που παρέχεται στα τρανζίστορ VT1 και VT2 σας επιτρέπει να σχεδιάσετε ένα ημιτονοειδές σχήμα σήματος σε μισά κύματα.

Το LPF (φίλτρο χαμηλών συχνοτήτων) κατασκευάζεται σε αυτεπαγωγή L1 και πυκνωτή C2. Σας συμβουλεύω να θεωρήσετε ότι η συχνότητα αποκοπής για αυτό το φίλτρο είναι μικρότερη από 100 Hz, κάτι που θα ελαχιστοποιήσει το κυματισμό τάσης στην έξοδο.

Για επιδόρπιο, θα σας δείξω μέρος του διαγράμματος κυκλώματος μιας πραγματικής συσκευής με παρόμοια τοπολογία και φίλτρο, είναι μεγάλο, οπότε κατεβάστε το PDF.

5. Καταπολέμηση μέσω ρευμάτων

Δεν νομίζω ότι είναι μυστικό για κανέναν ότι τίποτα δεν είναι τέλειο; Είναι το ίδιο με τα Mosfets, έχουν πολλά μειονεκτήματα και θα εξετάσουμε ένα από αυτά - μεγάλη χωρητικότητα πύλης. Δηλαδή, για να ανοίξουμε το τρανζίστορ πρέπει όχι μόνο να εφαρμόσουμε τάση, αλλά και να φορτίσουμε τον πυκνωτή με την ίδια τάση, οπότε η άνοδος και η πτώση του σήματος καθυστερεί. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι μια χρονική στιγμή μπορεί να προκύψει στο όριο του σήματος όταν το ένα τρανζίστορ δεν έχει κλείσει ακόμη εντελώς και το άλλο έχει ήδη αρχίσει να ανοίγει.

Σας συμβουλεύω να διαβάσετε περισσότερα για αυτό το φαινόμενο, για παράδειγμα, σε αυτό το άρθρο. Θα σου πω απλώς πώς να το αντιμετωπίσεις. Έτσι ώστε τα τρανζίστορ να έχουν χρόνο να κλείσουν κανονικά πριν ανοίξει ο επόμενος βραχίονας, εισάγεται νεκρός χρόνος μεταξύ των σημάτων ελέγχου ή, πιο απλά, μια χρονική καθυστέρηση. Στην περίπτωσή μας, μια τέτοια καθυστέρηση θα εισαχθεί μεταξύ των σημάτων ελέγχου στα τρανζίστορ VT3 και VT4, επειδή Είναι αυτοί που παρέχουν εναλλαγή μισού κύματος. Τα τρανζίστορ με διαμορφωμένο PWM (VT1 και VT2) έχουν ήδη τέτοιες καθυστερήσεις - το ημιτονοειδές ξεκινά με έναν κύκλο λειτουργίας 0% και επίσης τελειώνει στο 0%. Αυτή η καθυστέρηση είναι 1 βήμα δειγματοληψίας, δηλαδή 41,6 μs.

Και έτσι - πρέπει να εφαρμόσουμε τον νεκρό χρόνο μεταξύ της μπλε και της πράσινης δέσμης/σήματος. Σε οποιονδήποτε ελεγκτή, μια τέτοια καθυστέρηση μπορεί να γίνει μέσω προγραμματισμού, αλλά αυτό δεν είναι καλό - το πρόγραμμα θα παγώσει ή θα καθυστερήσει και μπλα μπλα μπλα, η συσκευή και το διαμέρισμά σας έχουν ήδη καεί. Επομένως, στα ηλεκτρονικά ισχύος θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο υλικό. Σε όλα τα εξειδικευμένα χειριστήρια κινητήρα, παρέχεται deadtime υλικού σε όλες τις εξόδους και τα κανάλια PWM, αλλά το STM32 εξακολουθεί να είναι ένα MK γενικής χρήσης, επομένως όλα είναι πιο απλά εδώ, αλλά θα εκτελέσει τη λειτουργία μας.

Θα χρειαστούμε το χρονόμετρο TIM1, μόνο που μπορεί να εισάγει μια καθυστέρηση υλικού μεταξύ των σημάτων, στην ενότητα για το λογισμικό γραφής θα σας πω πώς να το κάνετε αυτό, αλλά τώρα ας δούμε το αποτέλεσμα και τι πρέπει να υπάρχει:

Για να δούμε την καθυστέρηση, «τεντώνουμε» το σήμα σε έναν παλμογράφο, γιατί έχει μικρή διάρκεια περίπου 300 ns. Ο απαιτούμενος χρόνος λήξης πρέπει να υπολογίζεται για κάθε συγκεκριμένη εργασία προκειμένου να προστατεύονται τα τρανζίστορ από τα διαπεραστικά ρεύματα. Η διάρκεια καθυστέρησης διαμορφώνεται κατά την προετοιμασία (ρύθμιση) του χρονοδιακόπτη TIM1. Αυτή η καθυστέρηση είναι παρούσα τόσο στο άκρο που οδηγεί όσο και στο πτωτικό άκρο του σήματος.

6. Εγγραφή υλικολογισμικού για τον μικροελεγκτή STM32

Εδώ φτάνουμε στο ίσως το πιο σημαντικό και ενδιαφέρον κομμάτι. Έχουμε αναλύσει τη φυσική της διαδικασίας, η αρχή της λειτουργίας φαίνεται να είναι σαφής, έχει επίσης καθοριστεί το απαιτούμενο ελάχιστο επίπεδο προστασίας - το μόνο που μένει είναι να εφαρμοστούν όλα αυτά σε πραγματικό υλικό. Για αυτό χρησιμοποιώ την πλακέτα STM32VL-Discovery, παρεμπιπτόντως, την έλαβα το 2011 σε μια εποχή που η ST έδωσε δωρεάν διορθώσεις στα συνέδριά της και από τότε έχει συσκευαστεί - άνοιξα το πακέτο μόνο μερικούς μήνες πριν, φαίνεται ότι η ημερομηνία λήξης δεν έχει παρέλθει))) Η "στάση" μου για τη σύνταξη κωδικού μοιάζει με αυτό:

Τώρα ας περάσουμε από τη σύνδεση. Επειδή πρέπει να δημιουργήσω δύο σήματα με διαφορετικές συχνότητες, έπρεπε να χρησιμοποιήσω τις εξόδους PWM σε διαφορετικούς χρονοδιακόπτες. Το TIM1 παράγει ένα σήμα που ορίζει τη βασική συχνότητα των 50 Hz και το τροφοδοτεί στα τρανζίστορ VT3 και VT4. Χρησιμοποιείται το κανάλι PWM No. 3 + η συμπληρωματική του έξοδος. Ναι, ναι, στο STM32 το deadtime υλικού μπορεί να ρυθμιστεί μόνο μεταξύ της κανονικής και της συμπληρωματικής εξόδου ενός καναλιού, κάτι που πραγματικά δεν μου άρεσε. Η ίδια η διαδικασία σχηματισμού ημιτόνου μεταφέρεται στο χρονόμετρο TIM2, δεν χρειάζεται καθυστέρηση (έγραψα νωρίτερα γιατί) και είναι αρκετά κατάλληλο για τη δημιουργία διαμορφωμένου σήματος σε VT1 και VT2.

Έξοδοι που χρησιμοποιούνται:

• Το PA10 είναι μια κανονική έξοδος PWM, κανάλι Νο. 3 του χρονοδιακόπτη TIM1, το οποίο παράγει 50 Hz στο τρανζίστορ VT3
• PB15 - συμπληρωματική έξοδος του καναλιού Νο. 3 του χρονοδιακόπτη TIM1, το οποίο παρέχεται στο τρανζίστορ VT4
• Το PA0 είναι η έξοδος του καναλιού PWM Νο. 1 του χρονοδιακόπτη TIM2. Παρέχει ένα διαμορφωμένο σήμα στο VT1
• Το PA1 είναι η έξοδος του καναλιού PWM Νο. 2 του χρονοδιακόπτη TIM2. Παρέχει ένα διαμορφωμένο σήμα στο VT2

Το έργο υλοποιήθηκε στο περιβάλλον Keil 5 και θα επισυναφθεί στο αρχείο στο τέλος του άρθρου. Ελπίζω ότι δεν αξίζει να πείτε πώς να δημιουργήσετε ένα έργο και παρόμοια προφανή πράγματα, εάν προκύψουν τέτοιες ερωτήσεις, τότε σας συμβουλεύω να δείτε πώς να το κάνετε στο Google ή στο YouTube. Όλος ο κώδικας είναι γραμμένος σε CMSIS (μητρώα), επειδή... Είναι απλώς αμαρτία η χρήση πρόσθετων επιπέδων αφαίρεσης στο σύστημα ελέγχου του μετατροπέα! Για το ST, αυτές είναι βιβλιοθήκες SPL και πιο σχετικά HAL. Για πλάκα, δούλεψα και με τους δύο, το συμπέρασμα είναι σκουπίδι. Το HAL είναι γενικά απίστευτα αργό και απλά δεν είναι κατάλληλο για εφαρμογές με σκληρό πραγματικό χρόνο. Σε ορισμένες κρίσιμες στιγμές, τα μητρώα ήταν πολλές φορές πιο γρήγορα, βρήκα περισσότερα από ένα άρθρα σχετικά με αυτό στο Διαδίκτυο.

Μερικοί πιθανώς θα ρωτήσουν: "Γιατί να μην χρησιμοποιήσετε το DMA;" Αυτό μπορεί και πρέπει να γίνει, αλλά αυτό το άρθρο έχει περισσότερο ενημερωτικό χαρακτήρα και το ίδιο το MK δεν κάνει τίποτα περίπλοκο όσον αφορά τους υπολογισμούς, επομένως σίγουρα δεν υπάρχει όριο στην απόδοση του πυρήνα. Το DMA είναι καλό, αλλά μπορείτε να το κάνετε χωρίς DMA χωρίς πιθανά προβλήματα. Ας διευκρινίσουμε τι πρέπει να κάνουμε στο πρόγραμμα:

1. Δημιουργήστε έναν πίνακα με τα 240 ημιτονοειδή σημεία μας
2. Διαμορφώστε τα κυκλώματα ρολογιού σε συχνότητα 24 MHz επιλέγοντας μια εξωτερική πηγή αντηχείου χαλαζία
3. Ρυθμίστε το χρονόμετρο TIM1 ώστε να παράγει PWM 50 Hz με ενεργοποιημένο το deadtime
4. Διαμορφώστε το TIM2 για να δημιουργεί PWM με συχνότητα φορέα 24 kHz
5. Ρυθμίστε ένα χρονόμετρο TIM6 που δημιουργεί διακοπές στα 24 kHz. Σε αυτό θα στείλουμε την επόμενη τιμή κύκλου λειτουργίας από τον πίνακα στο χρονόμετρο TIM2 και επίσης θα εναλλάξουμε τη δημιουργία ημικυμάτων

Τίποτα περίπλοκο, σωστά; Τότε πάμε...

6.1. Δημιουργία ημιτονοειδούς πίνακα

Όλα είναι απλά εδώ, ένας κανονικός πίνακας. Το μόνο που αξίζει να θυμόμαστε είναι ότι έχουμε 120 βαθμούς από το 0 έως το 1000. Πρέπει να προσθέσουμε άλλους 120 βαθμούς στον πίνακα, αλλά με την αντίστροφη σειρά:

Uint16_t sin_data = (13.26.39.52.65.78.91.104.117.130.143.156.169.182.195.207.220.233.246.258. 8 2,394,406,418,430,442,453,465,477,488,500, , 716,725,734,743,751,760,768,777,785,793,801,809,816,824,831,838,845,852,859,866, 872,878,109,894 92 8,933,938,942,946,951,955,958,962,965, 969,972,975,978,980,983,985,987,989,991,993,994,999,999,999. 9,999,999,998,997,996,995,994,993,991,989,987,985,983,980,978,975,972,969,965,962,958,955,991,989,987,985,983,980,978,975,972,969,965,962,958,955,938,980,984 9 13.908.902.896.891.884.878.872.866 8,669,659,649,639,629,619,608,598,587,577,566,555,544,533,522,511,500, 488,477,465,453,442,383,430,000 333,321,309,296,284,271,258, 246,233,220,207,195,182,169,156,143,130,117,104,91,78,65,52, 39,26,13);

6.2. Ρύθμιση του συστήματος ρολογιού

Η ρύθμιση του ρολογιού στο STM32 είναι πολύ ευέλικτη και βολική, αλλά υπάρχουν αρκετές αποχρώσεις. Η ίδια η σειρά μοιάζει με αυτό:

1) Μεταβείτε σε χρονισμό από την ενσωματωμένη αλυσίδα RC (HSI) σε εξωτερικό χαλαζία (HSE) και μετά περιμένετε τη σημαία ετοιμότητας

RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON); // Ενεργοποίηση HSE while (!(RCC->CR & RCC_CR_HSERDY)); // Έτοιμη εκκίνηση HSE
2) Η μνήμη Flash του ελεγκτή λειτουργεί κάπως πιο αργά από τον πυρήνα, ρυθμίζουμε το ρολόι του φλας. Εάν δεν γίνει αυτό, το πρόγραμμα θα ξεκινήσει, αλλά θα κολλάει περιοδικά: μερικά kW και το ασταθές λογισμικό είναι ασύμβατα πράγματα.

FLASH->ACR = FLASH_ACR_PRFTBE | FLASH_ACR_LATENCY; // Μνήμη Flash Ρολόι
3) Ορίζουμε διαχωριστικά για τον δίαυλο ρολογιού συστήματος (AHB) και για τους περιφερειακούς διαύλους, από τους οποίους υπάρχουν δύο: APB1 και APB2. Χρειαζόμαστε τη μέγιστη συχνότητα, επομένως δεν διαιρούμε τίποτα και κάνουμε τους συντελεστές διαίρεσης ίσους με 1.

RCC->CFGR |= RCC_CFGR_HPRE_DIV1; // AHB = SYSCLK/1 RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE1_DIV1; // APB1 = HCLK/1 RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE2_DIV1; // APB2 = HCLK/1
4) Ρυθμίζουμε τον προκλιμακωτή πολλαπλασιαστή συχνότητας (PLL), που βρίσκεται μπροστά του και διαιρεί τη συχνότητα του χαλαζία με το 2. Παίρνουμε ότι τα 8 MHz διαιρούνται με το 2 και παίρνουμε 4 MHz. Τώρα πρέπει να τα πολλαπλασιάσουμε με το 6 έτσι ώστε η έξοδος να είναι 24 MHz. Πριν γράψουμε μητρώα, ας σβήσουμε πρώτα το περιεχόμενό τους για παν ενδεχόμενο.

RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_PLLMULL; // διαγραφή μπιτ PLLMULL RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_PLLSRC; // διαγραφή bit PLLSRC RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_PLLXTPRE; // διαγραφή μπιτ PLLXTPRE RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PLLSRC_PREDIV1; // πηγή HSE RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PLLXTPRE_PREDIV1_Div2; // πηγή HSE/2 = 4 MHz RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PLLMULL6; // PLL x6: ρολόι = 4 MHz * 6 = 24 MHz
5) Τώρα πρέπει να ενεργοποιήσετε τον πολλαπλασιαστή συχνότητας (PLL) και να περιμένετε τη σημαία ετοιμότητας:

RCC->CR |= RCC_CR_PLLON; // ενεργοποιήστε το PLL ενώ ((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0) () // περιμένετε έως ότου το PLL είναι έτοιμο
6) Και τέλος, διαμορφώνουμε την πηγή ρολογιού για το δίαυλο συστήματος (AHB) - την έξοδο του πολλαπλασιαστή συχνοτήτων μας, που έχει τα πολυπόθητα 24 MHz. Πρώτα καθαρίζουμε τα περιεχόμενα του μητρώου, ορίζουμε το απαιτούμενο bit και περιμένουμε τη σημαία ετοιμότητας:

RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_SW; // διαγραφή SW bits RCC->CFGR |= RCC_CFGR_SW_PLL; // επιλέξτε πηγή SYSCLK = PLL ενώ ((RCC->CFGR & RCC_CFGR_SWS) != RCC_CFGR_SWS_1) () // περιμένετε μέχρι να χρησιμοποιηθεί το PLL
Ως αποτέλεσμα, παίρνουμε την ακόλουθη λειτουργία ρύθμισης ρολογιού:

Void RCC_Init (void)( RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON); // Ενεργοποίηση HSE ενώ (!(RCC->CR & RCC_CR_HSERDY)); // Έτοιμη έναρξη HSE FLASH->ACR = FLASH_ACR_PRFTBE | FLASHTE_ACYR; // Μνήμη φλας RCC->CFGR |= RCC_CFGR_HPRE_DIV1 // AHB = SYSCLK/1 RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE1_DIV1 // APB1 = HCLK/1 RCC->CFGR &_> RCC_CFGR_PLLMULL; -> CFGR |= RCC_CFGR_PLLXTPRE_PREDIV1_Div2; (RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0) () // περιμένετε έως ότου το PLL είναι έτοιμο RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_SW // διαγραφή SW bits RCC->CFGR |= RCC_CFGR_SW_PLL; while((RCC->CFGR & RCC_CFGR_SWS) != RCC_CFGR_SWS_1) () // περιμένετε μέχρι να χρησιμοποιηθεί το PLL )

6.3. Ρύθμιση του χρονοδιακόπτη TIM1 και του νεκρού χρόνου

Θα δώσω τη γενική ρύθμιση του χρονοδιακόπτη, περιγράφεται λεπτομερώς στο εγχειρίδιο αναφοράς - σας συμβουλεύω να διαβάσετε τον σκοπό κάθε μητρώου. Ναι, και υπάρχουν βασικά άρθρα σχετικά με την εργασία με PWM στο Διαδίκτυο. Ο ίδιος ο κώδικάς μου είναι αρκετά καλά σχολιασμένος, επομένως θα σας δώσω απλώς τον κωδικό για τη λειτουργία προετοιμασίας χρονοδιακόπτη TIM1 και ας δούμε τα πιο ενδιαφέροντα σημεία:

Void PWM_50Hz_Init (void)( RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_TIM1EN; // ενεργοποίηση ρολογιού για TIM1 RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN; // ενεργοποίηση ρολογιού για θύρα A RCC->APBCC_APRB για θύρα BCC->APB2APRB/ENBlock; RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_AFIOEN // ενεργοποίηση ρολογιού για εναλλακτικό gpio /**************************** Ρύθμιση PA10 ** **; **********************************/ GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_CNF10 // ορίζοντας εναλλακτική ώθηση pull για PWM GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_CNF10_1 &= ~GPIO_CRH_MODE10 |= GPIO_CRH_MODE10 // gpio 50 MHz /********; ************** Ρύθμιση PB15 ************************************** **** ********/ GPIOB->CRH &= ~GPIO_CRH_CNF15 // συμπληρωματική ρύθμιση για το CH3N GPIOB->CRH |= GPIO_CRH_CNF15_1; ************************ Ρύθμιση καναλιού PWM **************** ******** ************************/ TIM1->PSC = 480-1 // div για ρολόι: F = SYSCLK / TIM1->ARR = 1000; μέτρηση έως 1000 TIM1->CR1 &= ~TIM_CR1_CKD; // div για νεκρό χρόνο: Tdts = 1/Fosc = 41,6 ns TIM1->CCR3 = 500; // κύκλος λειτουργίας 50% TIM1->CCER |= TIM_CCER_CC3E | TIM_CCER_CC3NE; // ενεργοποίηση συμπληρωματικής εξόδου PWM TIM1->CCER &= ~TIM_CCER_CC3NP; // ενεργό υψηλό επίπεδο: 0 - υψηλό, 1 - χαμηλό TIM1->CCMR2 &= ~TIM_CCMR2_OC3M; TIM1->CCMR2 |= TIM_CCMR2_OC3M_2 | TIM_CCMR2_OC3M_1; // θετικό PWM TIM1->BDTR &= ~TIM_BDTR_DTG; // διαγραφή καταχωρητή TIM1->BDTR |= TIM_BDTR_DTG_2 | TIM_BDTR_DTG_1 | TIM_BDTR_DTG_0; // τιμή νεκρού χρόνου TIM1->BDTR |= TIM_BDTR_MOE | TIM_BDTR_AOE; // ενεργοποίηση παραγωγής εξόδου /************************************************ **** **************************************/ TIM1->CR1 &= ~TIM_CR1_DIR; // μέτρηση προς τα πάνω: 0 - πάνω, 1 - κάτω TIM1->CR1 &= ~TIM_CR1_CMS; // ευθυγραμμισμένο στο μπροστινό σήμα TIM1->
Ο κύκλος εργασίας μας είναι σταθερός και δεν αλλάζει ποτέ, όπως και η συχνότητα. Αυτός ο χρονοδιακόπτης είναι που ορίζει τον χρόνο και τη σειρά λειτουργίας των διαγωνίων:

TIM1->CCR3 = 500; // κύκλος εργασίας 50%
Η διάρκεια της παύσης "νεκρού χρόνου" εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την παράμετρο χρόνου TDTS, η οποία διαμορφώνεται εδώ:

TIM1->CR1 &= ~TIM_CR1_CKD; // div για νεκρό χρόνο: Tdts = 1/Fosc = 41,6 ns
Η διάρκειά του είναι 1 ρολόι. Αν κοιτάξετε στο εγχειρίδιο αναφοράς, μπορείτε να δείτε ότι τα bit CKD μπορούν, για παράδειγμα, να κάνουν Tdts ίσο με 2, 8 ticks, κ.λπ.

Ο ίδιος ο χρόνος παύσης ορίζεται εδώ:

TIM1->BDTR |= TIM_BDTR_DTG_2 | TIM_BDTR_DTG_1 | TIM_BDTR_DTG_0;
Εάν ανοίξετε το εγχειρίδιο αναφοράς RM0041, θα δείτε αυτούς τους τύπους για τον υπολογισμό του DT. Όπως μπορείτε να δείτε, η παράμετρος Tdts είναι θεμελιώδης εκεί:

6.4. Ρύθμιση του χρονοδιακόπτη TIM2, δημιουργία ημιτονοειδούς

Εδώ όλα είναι ακόμα πιο απλά, μάλλον δεν έχει νόημα να εξηγήσουμε κάτι στις ρυθμίσεις, γιατί τα σχόλια είναι ήδη περιττά. Αν έχετε απορίες, τις περιμένω στα σχόλια.

Void PWM_Sinus_Init (κενό)( RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM2EN; // ενεργοποίηση ρολογιού για TIM2 RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN; // ενεργοποίηση ρολογιού για θύρα A RCC->APB2ENRBOEN εναλλακτικό glock RCC->APB2APIOENR2 //EN; /************************************ Ρύθμιση PA0 ************ ***** ******************/ GPIOA->CRL &= ~GPIO_CRL_CNF0 // ορίζοντας εναλλακτικό push-pull για PWM1_CH1 GPIOA-> CRL |= GPIO_CRL_CNF0_1; GPIOA->CRL &= GPIO_CRL_MODE0 ***** **** Ρύθμιση PA1 ******************************************** **********/ GPIOA->CRL &= ~GPIO_CRL_CNF1 // ρύθμιση εναλλακτικής έλξης για PWM1_CH1 GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_CNF1_1; ********************** Ρύθμιση καναλιού PWM **************************** **********/ TIM2->PSC = 0; // div για ρολόι: F = SYSCLK / TIM2->ARR = 1000; 0% TIM2->CCR2 = 0 // κύκλος λειτουργίας 0% TIM2->CCER |= TIM_CCER_CC1E; // ενεργοποιήστε την έξοδο PWM σε PA8 TIM2->CCER &= ~TIM_CCER_CC1P; // ενεργό υψηλό επίπεδο: 0 - υψηλό, 1 - χαμηλό TIM2->CCER |= TIM_CCER_CC2E; // ενεργοποιήστε το PWM συμπληρωματικό προς το PA9 TIM2->CCER &= ~TIM_CCER_CC1P; // ενεργό υψηλό επίπεδο: 0 - υψηλό, 1 - χαμηλό TIM2->CCMR1 &= ~(TIM_CCMR1_OC1M | TIM_CCMR1_OC2M); TIM2->CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_1 | TIM_CCMR1_OC2M_2 | TIM_CCMR1_OC2M_1; // θετικά PWM1_CH1 και PWM1_CH2 /******************************************** ******** ****************************************/ TIM2->CR1 & = ~TIM_CR1_DIR; // μέτρηση προς τα πάνω: 0 - πάνω, 1 - κάτω TIM2->CR1 &= ~TIM_CR1_CMS; // ευθυγραμμισμένο στο μπροστινό σήμα: 00 - εμπρός; 01, 10, 11 - κέντρο TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN; // μέτρηση έναρξης )

6.5. Διαμόρφωση διακοπών χρονοδιακόπτη TIM6

Ρυθμίζουμε το ίδιο το χρονόμετρο σε συχνότητα 24 kHz:

Void TIM6_step_init (void)( RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM6EN; // ενεργοποίηση ρολογιού για βασικό TIM6 TIM6->PSC = 1-1; // div, συχνότητα 24 kHz TIM6->ARR = 1000; // μέτρηση TIM6 έως ->DIER |= TIM_DIER_UIE.

6.6. Εφαρμογή του κύριου αλγορίθμου ελέγχου

Τα κύρια συμβάντα συμβαίνουν στη διακοπή που δημιουργείται από το χρονόμετρο TIM6. Μια διακοπή δημιουργείται κάθε 41,66 µs, αν θυμάστε αυτό είναι το βήμα δειγματοληψίας μας. Αντίστοιχα, η διακοπή γράφει την τιμή του κύκλου λειτουργίας από τον πίνακα στον καταχωρητή CCRx. Αυτή η διακοπή καθορίζει επίσης ποια διαγώνιος σχεδιάζεται αυτήν τη στιγμή αντιστρέφοντας τη σημαία αμαρτία_κατάστασημετά από κάθε μισό κύκλο. Εμφανίζουμε 240 σημεία, αντιστρέφουμε τη σημαία, που κάνει τον έλεγχο να περάσει σε άλλο κανάλι, όταν έχει ήδη τραβήξει, η σημαία αναστρέφεται ξανά και όλα επαναλαμβάνονται. Κύριος κώδικας αλγορίθμου:

Άκυρο TIM6_DAC_IRQHandler(void)( TIM6->SR &= ~TIM_SR_UIF; if(sin_status == 0)(TIM2->CCR1 = sin_data;) if(sin_status == 1)(TIM2->CCR2 = sin_data;;+ sin_p (sin_step >= 240)( sin_step=0; sin_status = sin_status ? 0: 1; ) )

Αποτελέσματα

Κατεβάστε το έργο, μεταγλωττίστε το και ανεβάστε το στον μικροελεγκτή σας και αποκτήστε έναν μετατροπέα που λειτουργεί. Το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να φτιάξετε μια γέφυρα και να της στείλετε σήματα:

Δημοσίευσα ένα από τα διαγράμματα γέφυρας μου λίγο νωρίτερα σε PDF, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε όσο θέλετε, ελπίζω ότι θα σας βοηθήσει στο mastering των ηλεκτρονικών ισχύος.

Ελπίζω να σας άρεσε το άρθρο. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις σχετικά με τη χρήση αυτού του κώδικα σε πραγματικό υλικό, θα χαρώ να τις απαντήσω. Επίσης, μην λαμβάνετε αυτόν τον κωδικό ως κάτι έτοιμο, αυτός είναι ο πυρήνας του μετατροπέα, ο οποίος υλοποιεί την κύρια λειτουργία. Μπορείτε να προσθέσετε μόνοι σας όλα τα κουδούνια και τα σφυρίγματα. Ο γυμνός πυρήνας του έργου θα σας επιτρέψει να κατανοήσετε πώς λειτουργεί και να μην αφιερώσετε πολύ χρόνο στην αποσυναρμολόγηση του κώδικα.