Выбор и расчет устройств гальванической развязки

Цифровая часть микропроцессорной системы управления является низковольтной, поэтому необходимо использование устройств гальванической развязки для сопряжения с силовой высоковольтной частью системы. Гальваническую развязку обеспечить два основных вида устройств: трансформаторы напряжения и оптоэлектронные приборы. Причем каждый вид устройств выбирается в зависимости от поставленной задачи.

Например, для синхронизации цифровой части микропроцессорной системы управления с сетью целесообразно использовать понижающий трансформатор напряжения, а для формирования управляющего импульса на управляющем электроде тиристора логично было бы использовать оптотиристор с тем же классом напряжения, но с значительно меньшим током анода.

Расчет устройств синхронизации с сетью

Первичную обмотку понижающего трансформатора напряжения подключают к сети, а вторичную к входам встроенного аналогового компаратора (рис. 5.19).

Рис. 5.19. Схема подключения гальванической развязки в виде понижающего трансформатора к входам аналогового компаратора А VR -микроконтроллера

В момент перехода синусоидального напряжения через 0 аналоговый компаратор будет генерировать переход запрос прерывания. Таким образом, в момент перехода синусоидального напряжения через 0 будет вызываться обработчик прерывания по аналоговому компаратору. Теперь можно отложить от этого момента выдержку времени, соответствующую фазовому углу α.

1. Определим максимальное значение напряжения сети  при возможном перенапряжении в 30%:

где  – это коэффициент перенапряжения: .

2. Выбираем трансформатор напряжения, который понижает максимальное значение на первичной обмотке  до максимально допустимого значения напряжения на вторичной обмотке, например, , где  – это максимально допустимое напряжение для аналогового компаратора.

3. Определим коэффициент трансформации:

4. Определим действующие значения напряжений:

– первичной обмотки

– вторичной обмотки

5. Определим максимально допустимый ток вторичной обмотки трансформатора при входном сопротивлении аналогового компаратора :

6. По значениям тока и напряжения на вторичной обмотке определим полную мощность трансформатора:

7. Выбираем понижающий трансформатор серии ОСМ1-0,4 со следующими параметрами:

Параметр	Расчетный	условие	ОСМ1-0,4
, В	286	≤	380
, В	3,54	≤	5
	80,89	>	76
, мА	0,5	≤	80000
, мВт	2,5	≤	400000
при = 286	-	-	3,76

 – данный параметр вычисляется с использованием коэффициента трансформации выбранного трансформатора: .

8. Вторичное действующее напряжение получается чуть больше заданного, однако на момент перехода синусоидального напряжения через 0 это не оказывает никакого влияния.