MC34161在电动执行器中的应用.doc

MC34161在电动执行器中的应用 时间：2012-08-09 17:59:36 来源：电子设计工程 作者：李明达，李 杰 摘要：MC34161／MC33161系列集成电路是一种廉价的通用电压监测器，可用于各种电子设备的电源电压监测，该器件可通过模式选择方式来实现检测正、负电压的过、欠压，以及某一正或负电压的上、下限电压，可直接驱动发光二极管显示或蜂呜器报警，也可根据需要接成控制电路。文中介绍由MC34161系列集成电路构成的电动执行器应用电路。关键词：电动执行器；伺服放大器；电动操作器；位置发生器；集成电路1 MC34161系列电压检测集成电路简介????MC34161／MC33161系列集成电路采用8脚双列直插封装，外形和引脚如图1所示，内部等效电路如图2所示。它由两个相同的检测通道组成，分别由输入比较器、模式选择电路、通道比较器、异或门及输出级电路组成，同时，该电路内部还提供了一个稳定的参考电压源。 1．1 输入比较器????两个输入比较器的门限电压相同，其数值为1．27V±2％，并且都有25mv的滞迥电压，以防止比较器输入信号穿越阀值电压时产生振荡，输入比较器采用同相输入，具有较高的输入阻抗。1．2 模式选择电路????该器件设有模式选择电路，可通过模式选择输入端接入不同的输入电压以达到不同的功能，不同接法时的真值表如表1所示。 1．3 基准电压源????该器件提供一路输出电压为2．54V，电流为2mA的基准电压源，可供检测负电压或模式选择时使用。基准电压源具有内部保护电路，当输出电流超过2mA时，保护电路将使输出关断。1．4 输出级电路????器件的输出级为集电极开路输出，使应用更加灵活。由于内部电路采用了正反馈自举电路，使该器件在静态电流较小的情况下，具有较低的饱合压降。器件的电气参数可参阅文献。??? 电动执行器是电动单元组合仪表中的执行单元，通常由伺服放大器，电动操作器及执行机构组成，其中的电路部分包括：伺服放大器电路，电动操作器电路，位置发送器电路等。在上述三种电路中有一个共同点，就是都用到具有滞迥特性的电压比较器，因此用MC34161电压检测集成电路对上述电路进行改进，在保证原电路功能的前提下，可达到简化电路设计，降低生产成本，改善电路性能的效果。2 MC34161在伺服放大器中的应用????伺服放大器是电动执行器中的重要部件，其主要作用是将来自调节器的电流信号与位置发送器的电流信号进行综合放大，根据其差值控制交流电子开关的通断，进而控制伺服电机按要求运转。??? 目前普通型伺服放大器内部通常由前置级、中间级、输出级组成。其中前置级多为隔离放大器(本文以磁放大器为例)；中间级为交流开关驱动级，其实质是电压比较器；输出级为交流电子开关。驱动级的作用是对磁放的输出信号进行判断，当磁放输出电压的绝对值大于死区电压时，驱动级会使某个交流电子开关的通断发生变化，根据伺放中间级的功能和作用，用MC34161集成电路构成伺放的交流开关驱动级，由于其自身具有滞迥特性可使电路更加简单，性能更加优良。 ??? 用MC34161构成伺放的中间级，其实质就是将磁放的输出电压作为被监测的电压信号，由于MC34161内部输入电压比较器的门限电压为1．27V±0．2％，而磁放在输入信号之差大于150μA(II)或240μA(III)时，其输出电压为±1V，因此，为使MC34161能对磁放的输出电压进行有效检测，需将磁放的输出电压进行迁移，即加一个偏移电压使磁放的输出电压大于MC34161内部的门限电压，图3中给出了重新设计的伺放原理电路。图中，前置级仍然采用磁放大器，I1、I2、I3为输入信号，If为位置发送器信号。中间级采用MC34161构成驱动级，输出级采用固态继电器作为交流电子开关。??? 在图3电路中，将MC34161模式选择端接在大于2．8V的电源上，使通道比较器A3、A4的输出均为“0”，从而构成双路正电压过压检测电路。恒流管2DH及电阻R5用于产生迁移电压。电阻R1、R2(R1=R2)、R3、R4(R3=R4)将磁放大器的差动输出信号转换成对地的单端信号，以利于检测电路的信号处理。??? 由伺服放大器的原理可知，当磁放大器的输出端电压Uab=Ua-Ub=0(或小于死区电压)时，伺服放大器中的电子开关SSR1、SSR2均关断，此时电机停转；当Uab0时，其中一个电子开关(例如SSR1)导通，电机朝着一个方向运转，而当Uab0时，另一个电子开关SSR2导通，电机将朝着另一方向运转。根据伺服放大器的原理，由图3可知，当磁放的输出电压Uab0时，应有：??????? 式中：Uab为MC34161内部输入电压比较器的门限电压，其值为1．27V±0．2％，Up=IhR5为迁移电