Лекция 5 Элементная база и типовые узлы систем управления Тенденции развития силовых полупроводниковых приборов Основные компоненты, определяющие область. - презентация

1 Лекция 5 Элементная база и типовые узлы систем управления Тенденции развития силовых полупроводниковых приборов Основные компоненты, определяющие область применения приборов: значение коммутируемой мощности : низкую (до 100 кВт); среднюю (100 кВт – 10 МВт); высокую (10 МВт- 100МВт и более). быстродействие в диапазоне рабочих частот: низкочастотные (до 3 кГц); среднечастотные (до 20 кГц); высокочастотные (1 МГц и выше ).

2

3 Рис.5.1. Этапы развития тиристоров: 1 – традиционные; 2 – GTO ; 3 - GCT

4 Характеристики силовых электронных ключей имеют новые решения: МОП – транзисторов с очень низким сопротивлением в открытом состоянии (Cool-MOS); модификаций GTO с «прозрачным» эмиттером, «буферным» слоем, сильно разветвленным катодом в виде большого числа участков анода, с шунтированием большого числа участков анода; приборов GCT и IGCT с «жестким» управлением; модуля высокого напряжения IGBT. Силовые электронные ключи выполняются на основе кристаллов кремния с добавкой различных примесей. Наиболее перспективным считается карбид кремния (диоды Шоттки). Развитие и внедрение SiCпозволит снизить потери в силовых ключах в десятки раз.

5 Модули силовых электронных ключей Последовательное и параллельное соединение ключевых элементов. Причиной этому является потребность в увеличении коммутируемых токов и напряжений или повышении надежности схемы посредством резервирования силовых ключей. Параллельное соединение диодов(рис.5.2) токи между ними в установившемся режиме включенного состояния каждого из них распределяются неравномерно. При последовательном соединении диодов (рис.5.3) возникает неравномерное распределение обратного напряжения между диодами из-за различия статических ВАХ диодов.

6 Рис.5.2. Параллельное соединение диодов: а – схема; б – ВАХ диодов Рис.5.3.Последователь ное соединение диодов: а – схема; б – ВАХ диодов

7 Для выравнивания токов используются низкоомные резисторы, включаемые последовательно с диодами (рис.5.4). При последовательном соединении применяют высокоомные резисторы, подключаемые параллельно диодам, но использование резисторов приводит к дополнительным потерям мощности и при использовании параллельно диодам увеличивают обратные токи, снижая блокирующую способность диодов. Неравномерность в распределении токов и напряжений возникает и при динамических режимах переключения диодов из одного состояния в другое. Для устранения таких явлений используют используют RC – цепи при последовательно соединенных диодах и магнитно-связанные реакторы при параллельном соединении диодов

8 Рис.5.4. Выравнивающие цепи: а-параллельное включение при статическом режиме; б-последовательное включение при статическом режиме ; в- последовательное включение при динамическом режиме ; г-параллельное включение при динамическом режиме.

9 Подобные методы используются и при соединении тиристоров, транзисторов и других ключей. При включении транзисторов МОПБТ равномерное распределение токов при параллельном соединении достигается без введения дополнительных резисторов. Схемы модулей ключей. Для улучшения технико-экономических показателей силовых электронных устройств: преобразователей, регуляторов и др. – используются интегрированные силовые ключи, соединенные по типовым, наиболее распространенным схемам (рис.5.5.).При этом металлическое основание для отвода тепла отделяется от токопроводящих элементов специальным электроизоляционным слоем.

10 Рис.5.5. Схемы силовых модулей: а-диодные; б-тиристорные; в-диодно-тиристорные

11 Схемы соединения силовых элементов в модулях соответствуют типовым схемам преобразования параметров электрической энергии. Аналогичные схемы используют ив транзисторных модулях. На основе последовательного и параллельного соединений транзисторов создаются модули ключей с двунаправленной проводимостью, выдерживающие обратное и прямое напряжение в закрытом состоянии для цепей постоянного и переменного тока. Для создания биполярных транзисторов используется схема Дарлингтона со встречно-включенным диодом. Силовые модули выполняются в корпусах, предназначенных для поверхностного монтажа (рис.5.6.).

12 Рис.5.6. Конструктивное исполнение силовых модулей а-трехфазный транзисторный модуль; б-двухключевой транзисторный модуль; в-тиристорный модуль.

13 «Разумные» интегральные схемы. «Ителлектуальные» силовые интегральные схемы (ИСИС) - электронные модули, объединяющие в одном кристалле (или корпусе по гибридной технологии) силовые интегральные компоненты (силовые диоды, транзисторы) и схемы их управления, защиты, диагностики состояния модуля, а также различные интерфейсы. Интерфейсы - позволяют обеспечить функционирование модуля в системе с учетом обмена информацией и контроля более высокого уровня. Эти схемы можно определить как устройства, функционально и конструктивно объединяющие элементы силовой и информационной электроники на основе высоких технологий их интеграции.

14 Рис.5.7.Структурная схема ИСИС МОП-ключа серии PROFET фирмы Infineon Technologies AG Основой монокристальных ИСИС стали МОП –структуры. В качестве силовых ключей используются силовые МОП- транзисторы и транзисторы с изолированным затвором (МОПБТ) – малая мощность управления и высокая рабочая частота.

15 Функциональные узлы управления (логические схемы, генераторы импульсов, компараторы и др.) имеют гальваническую развязку от цепей силовых ключей. Гальваническая развязка необходима для нормального функционирования системы с ИСИС, выходные цепи связаны с силовой частью объекта управления (асинхронным двигателем) рис.5.8. Гальваническая развязка посредством трансформатора является эффективной и малокритичной к напряжениям и мощности развязываемых цепей (рис.5.8.а). Основным недостатком оптоэлектронной развязки является отрицательное влияние «паразитной» емкости между элементами оптопары

16 Рис.5.8. Структурная схема ИСИС

17 Рис.5.8.а. Структурная схема трансформаторной развязки цепей в ИСИС

18 На основе МОП-технологий, обеспечивающих высокую плотность интеграции элементов в кристалле, реализуются логические схемы и аналоговые схемы управления. В общем случае ИСИС включается между источником питания и нагрузкой (рис.5.8.). Большинство современных ИСИС имеют собственную защиту силовых ключей по току, напряжению и температуре. Основой такой защиты являются датчики, контролирующие эти параметры. Сигналы различных датчиков сравниваются с допустимыми (эталонными) значениями. Результирующие сигналы этих измерений суммируются и поступают в триггерный элемент, срабатывание которого блокирует поступление импульсов управления на силовые транзисторы.

19 Рис.5.9. Плата преобразователя на основе модулей ECONOPACK фирмы EUPEC GmbH Основными преимуществами применения ИСИС являются существенное улучшение массогабаритных показателей управляющих устройств, минимизация монтажных соединений, программное изменение функций и высокие технические характеристики.

20 Элементная база и типовые узлы систем управления Общие сведения о системах управления Силовые электронные устройства состоят из силовой части и системы управления (СУ). К силовой части относятся электрические цепи(главные цепи) и элементы, которые непосредственно участвуют в передаче электрической энергии от первичного источника к потребителю. Силовая часть аппарата является силовым исполнительным органом, определяющим главные функции преобразователя. Например, силовая часть однополупериодного тиристорного выпрямителя состоит из одного тиристора и электрических соединений, обеспечивающих его связь с коммутируемой электрической цепью.

21 Для функционирования силовых транзисторов, тиристоров и других приборов на них необходимо подавать сигналы. Они формируются системой управления, которая обрабатывает и выдает информацию, а также формирует импульсы управления электронными ключами силовой части схемы. СУ состоит из элементов и функциональных узлов, связанных с обработкой информационных потоков и формированием импульсов управления (рис.5.10). Узлы системы управления выполняются из дискретных и интегральных электронных компонентов, электромагнитных реле и т.п., для которых требуются источники электропитания с различными параметрами

22 Рис.5.10.Обобщенная структурная схема системы управления

23 Д- блок датчиков для регулирования и контролирования параметров. Сигналы от этих датчиков поступают на регулятор РЕГ, формирующий закон управления элементами силовой части. Блок ФИУ-формирователь импульсов управления,согласующее устройство между входами силовых приборов и выходом регулятора. Сигналы регулятора являются сигналами малой мощности и не отвечают требованиям, предъявляемым к импульсам управления силовых приборов (тиристоров, транзисторов). Формирователь импульсов управления – «драйвер». Для функционирования узлов системы имеется блок вторичных источников питания для собственных нужд – источники оперативного питания (ИОП) или вторичными источниками питания (ВИП ).

24 При питании от сети переменного тока основой ИОП служат трансформаторы малой мощности с несколькими вторичными обмотками на разные напряжения. При питании ИОП от силовых постоянного тока постоянное напряжение инвертируется на повышенной частоте в переменное, затем трансформируется, выпрямляется и фильтруется. Система управления силового электронного устройства выполняет следующие функции: формирует сигналы управления силовыми элементами силовой части; регулирует выходные параметры силовой части; включает и отключает по заданному алгоритму основные узлы силовой части; обменивается информацией с внешней средой.

25 Текущий контроль и диагностика устройства осуществляется блоком УКД, на вход которого поступают сигналы от датчиков контролируемых параметров. Результаты контроля диагностики поступают на блок обработки информации ИНФ, связывающий все устройства с внешней средой. В этот блок могут поступать сигналы команд на включение, выключение и изменение режима работы. Затем эти сигналы обрабатываются или транслируются непосредственно в блок коммутационной аппаратуры КА. После блока информации ИНФ результаты контроля диагностики с его выхода поступают на защитные устройства ЗУ.

26 В реальном аппарате значительная часть из обобщенной структуры (рис.5.10.) может отсутствовать или находиться в неявном конструктивном или функциональном. Обмен с внешней средой может осуществляться посредством тумблеров или кнопок, а информацию о состоянии аппарата могут давать обыкновенные сигнальные лампы накаливания. Силовые электронные аппараты обычно выполняются на электронных ключах, по принципу действия их СУ являются дискретными. Элементная база СУ часто сочетает элементы цифровой и аналоговой техники, которая обрабатывает непрерывные сигналы (тока или напряжения), которые могут быт преобразованы в импульсные.

27 Интегральные микросхемы Для повышения КПД и уменьшения массогабаритных показателей узлов систем управления стремятся к снижению мощности сигналов, преобразуемых и вырабатываемых системой управления, что приводит к широкому использованию в узлах систем управления интегральных микросхем (ИМС). ИМС – микроэлектронные устройства с высокой плотностью компоновки транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов и других элементов. Широко применяемые ИМС относят к группе базовых ИМС. По желанию заказчика могут создаваться ИМС со специализированными функциями

28 Различают ИМС по технологии изготовления: полупроводниковые – в основе лежит кристалл полупроводника, в котором выполнены все элементы микросхемы; пленочные – выполнены в виде пленок проводящих и непроводящих материалов; гибридные – содержат более сложны компоненты ( несколько полупроводниковых кристаллов в одном корпусе).

29

30 цифровые – логические элементы, на их основе можно синтезировать схемы любых логических преобразователей, а также более сложные цифровые устройства (ячейки памяти, счетчики импульсов и т.п.). Формирователи импульсов управления Функции формирователей импульсов управления выполняют усилители, предназначенные для усиления информационного сигнала управления в сигнал с параметрами, необходимыми для гарантированного включения и выключения полупроводникового ключа. Схемотехника ФИУ зависит от типа управляемого прибора и его статических и динамических свойств.

31

32 Рис Идеальный импульс управления биполярным транзистором

33

34 Проблема – не всегда возможно соединение «земли» системы управления и эмиттера транзистора. Нагрузка подключается к эмиттеру транзистора и в этом случае необходима гальваническая развязка между цепями системы управления и силовой схемой. Простейшие схемы представлены на рис Для рис.5.12 а) реализован усилительный каскад с двумя дополнительными транзисторами для увеличения сигнала малой мощности микросхемы и источником отрицательного напряжения для надежного запирания транзистора. Для уменьшения потребляемой ФИУ мощности применяют парные (комплементарные) транзисторыVT2 и VT3 (рис.5.12.б), работающие попеременно

35 Рис.5.12.Формирователь импульсов управления биполярного транзистора а – схема транзисторного усилителя; б – схема на парных транзисторах

36 Рис.5.13.ФИУ биполярного транзистора Для повышения быстродействия биполярного транзистора при выключении необходимо не допускать его глубокого насыщения с этой целью используются дополнительные элементы (дополнительные диоды подключены к транзистору VT)(рис.5.13.)

37

38 Рис.5.14.Формирователь импульсов управления МОП-транзистора: а-схема управления от ИМС; б-схема управления с усилителем тока на парных транзисторах Для управления мощными транзисторами применяют усилители тока (двухтактный эмиттерный повторитель на парных транзисторах –рис.5.14.б.).

39 Использование МОПБТ большой мощности в преобразователях потребовало создания «интеллектуальных» драйверов. Устройство для управления IGBT большой мощности на напряжения 1700В и токи до 1200А, обладающее широким набором функций, реализуемых на основе специального программируемого микроконтроллера (рис.5.16.).Контроллер управляет основными динамическими параметрами (скоростью нарастания тока и напряжения, временем задержки включения и т.п.) во всех режимах работы. Обеспечивается защита от перегрузки. Предусмотрена схема диагностики, позволяющая определить место и причину отказа МОПБТ.

40 Рис.5.16.Структурная схема формирователя импульсов управления IGBT

41

42 Рис.5.17.Формирователь импульсов управления тиристора

43

44 Рис.5.18.Схема управления Рис.5.19.ФИУ запираемого запираемым тиристором тиристором Резистор R3 способствует сохранению запирающей способности тиристора при неисправности системы управления

45 Гальваническая развязка цепей управления и силовой части широко используется в силовых электронных устройствах с различными видами силовых электронных ключей, например с помощью драйвера тиристора с выходным импульсным трансформатором (рис.5.17 и рис. 5.20). Также используется при гальванической развязке оптопары, имеющие законченное конструктивное исполнение в виде отдельного компонента или разделенных оптоволоконным кабелем, проводящим световой поток (рис.5.21).При использовании оптористоров импульс управления формируется световым потоком, созданным, например, светодиодом системы управления СУ. При этом передача светового потока к оптотиристору осуществляется оптокабелем ОК

46 Рис ФИУ силового ключа с гальванической трансформаторной развязкой а – структурная схема; б – диаграмма напряжения

47 Рис.5.21.Схемы с гальванической развязкой а – на основе оптопары; б –на основе оптотиристора

48 Датчики Датчиком является устройство, выдающее информацию о системе или ее элементах. В устройствах силовой электроники широко распространены датчики электрических параметров тока и напряжения. Реже – датчики частоты, мощности, датчики нуля тока или нуля напряжения. Датчики напряжения и тока. Две группы датчиков по роду тока или напряжения: датчики переменного тока или напряжения и датчики постоянного тока или напряжения. Датчики переменных сигналов можно подразделить на датчики мгновенного, действующего и среднего значений.

49 Функциональные узлы в составе датчика: чувствительный элемент, вход которого непосредственно связан с контролируемым параметром; преобразователь (переменного напряжения в постоянное) усилитель, предназначенный для согласования выходных сигналов датчика с входом системы управления; фильтры, согласующие каскады, элементы гальванической развязки и т.п.

50

51 Рис.5.22.Простейший датчик напряжения Рис.5.23.Датчик напряжения на основе оптопары

52 Рис.5.23.Датчик постоянного напряжения на основе импульсного трансформатора Гальваническая развязка обеспечивается трансформатором, напряжение вторичной обмотки которого выпрямляется выпрямителем в выходное напряжение датчика, пропорциональное входному, пульсации фильтруются конденсатором С

53 Для датчиков синусоидального напряжения характерно наличие выпрямителя с емкостным фильтром, напряжение на конденсаторе пропорционально амплитудному, среднему и действующему значению контролируемого напряжения и если входное напряжение искажается, то эти зависимости нарушаются. Для несинусоидальных сигналов датчики действующих и средних значений напряжения содержат функциональные блоки (интеграторы или перемножители). Основой простейшего датчика постоянного тока является резистор с низким сопротивлением. Используется резисторное устройство – шунт, падение напряжения на котором при номинальном токе составляет определенное значение (рис.5.24.).

54 Сигнал низкого напряжения на шунте усиливается усилителем, который позволяет понизить сопротивление шунта и повысить КПД устройства. Датчики переменного тока изготавливаются на базе трансформатора тока, вторичная обмотка которого замкнута на резистор. Для получения постоянного сигнала, пропорционального среднему или действующему значению переменного синусоидального тока, применяют схемы выпрямления (рис.5.25.). В силовой электронике широко используются датчики, основанные на эффекте Холла. Они применяются для измерения переменного и постоянного тока или напряжения в датчиках с гальванической развязкой. Основной элементом этих датчиков - тонкая прямоугольная пластина из полупроводникового материала с четырьмя электродами ( рис.5.26.).

55 Рис.5.24.Датчик постоянного тока с транзисторным усилителем Рис.5.25.Датчик переменного тока на основе трансформатора тока

56 Рис.5.26.Принцип работы датчика тока прямого усиления, основанного на эффекте Холла Если в цепи токовых электродов течет ток управления, а пластину пронизывает магнитный поток перпендикулярно ее поверхности, то возникающая сила Лоренца действует на подвижные носители электрических зарядов в полупроводниковой пластине.

57

58 Датчики тока компенсационного типа (датчики с нулевым потоком) Имеют встроенную компенсационную цепь, которая позволяет существенно улучшить характеристики датчиков. Выходной ток, пропорциональный напряжению Холла, действует как сигнал обратной связи. Поэтому результирующий магнитный поток в магнитопроводе практически отсутствует. Данные датчики измеряют токи от нескольких ампер до нескольких сотен тысяч ампер. Датчики Холла имеют высокую точность и линейную характеристику, малый температурный дрейф, низкую инерционность и широкий частотный диапазон работы, выдерживают перегрузки по току. Недостатки-потребление мощности, дорогие и большие габаритные размеры

59 Датчики напряжения Главное отличие от датчиков тока состоит в первичной цепи, измерительная катушка которой изготовлена с большим количеством витков. Первичный ток, пропорционален измеряемому напряжению. Это достигается с помощью резистора, последовательно соединенного с первичной обмоткой. Датчики частоты Основаны на различных схемах фильтров, имеющих частотно-зависимые характеристики. Для определения моментов перехода переменного тока или напряжения через нуль используются сравнивающие устройства (компараторы).

60 Датчики мощности Имеют два чувствительных элемента и функциональный блок перемножения сигналов тока и напряжения. Для получения средних и действующих значений могут применяться интегрирующие, перемножающие и другие устройства. Часто современные датчики оснащаются встраиваемыми микроконтроллерами. При разработке датчиков необходимо учитывать: величина выходного сигнала датчика должна быть достаточной для распознавания системой управления и выше уровня помех во всех режимах работы; датчик должен потреблять как можно меньше активной мощности из контролируемой цепи;

61 при высоком напряжении или токе датчик должен обеспечивать гальваническую развязку цепей управления; датчик должен преобразовывать измеряемые сигналы в требуемую форму (постоянный сигнал, цифровой код, последовательность импульсов). Микропроцессорные системы управления Общие сведения о микропроцессорах и микропроцессорных устройствах Микропроцессор – это устройство, осуществляющее обработку цифровой информации, управляющее этим процессом и выполненное в виде одной или нескольких интегральных схем.

62

63 Рис.5.27.Структурные схемы процессора и микропроцессорного устройства 1 – шина управления; 2 – шина данных; 3 – шина адреса

64 Функции устройств МПУ: ЗУ – хранятся команды программы функционирования процессора, значения постоянных и переменных величин; УУ – дает информацию какие операции нужно выполнить, где в памяти хранить данные, куда следует записать результат и где расположена следующая команда. Координирует работу всех устройств системы с помощью шины управления; УВВ – содержит в себе интерфейс (связующее звено),служащий для преобразования сигналов от микропроцессора в сигналы, доступные периферийным (внешним) устройствам, и наоборот. Передача данных из выбранной ячейки памяти или портов УВВ осуществляется посредством шины данных. Для обращения процессора к памяти или к УВВ необходимо з

65 Для обращения процессора к памяти или к УВВ необходимо запросить адрес нужных данных по адресной шине. Адрес – число, которое ставится в соответствии каждой ячейке памяти или каналу УВВ. Адресное пространство – пространство целых положительных чисел, каждое из которых может быть адресом. ЗУ – подразделяют на постоянные (ПЗУ), применяемые для хранения фиксированных программ, постоянных коэффициентов, таблиц и т.д.,- и оперативные (ОЗУ), предназначенные для записи и хранения переменной информации, используемой непосредственно при выполнении арифметических и логических операций в ходе реализации программы.

66 Классификация микропроцессора Анализируя адресное пространство, различают два основных принципа логической организации микропроцессора( рис.5.28): Архитектура фон Неймана – наличие единой памяти, при каждой операции АЛУ обращается по одной и той же шине к общей памяти для передачи команд и данных, что ведет к снижению скорости работы. Но благодаря простоте и гибкости при управлении используется в современных микропроцессорах. Гарвардская архитектура – имеет две части памяти(для записи и хранения программ и для данных), которые имеют собственные адресные пространства и способы доступа к ячейкам памяти. Имеет две отдельные шины для передачи программ и данных независимо и одновременно, что повышает быстродействие – дорого.

67 Рис.5.28.Архитектура микропроцессоров: а – фон Неймана; б - гарвардская Используется модифицированная гарвардская архитектура. Стоимость остается низкой благодаря использованию только одного набора внешних выводов для программ и данных, а высокая производительность системы достигается разделением всех внутренних шин

68 По системе команд различают микропроцессоры: GISC – выполняют большое количество разнообразных команд, производящих несколько простых действий, что значительно снижает трудоемкость написания команд. Недостаток – сложность реализации процессора при низком быстродействии. RISC – содержат набор только простых, встречающихся в программах команд, выполнение сложной команды производится за счет сборки из простых. MISC – содержит минимальный набор команд. Компоненты такого процессора просты в изготовлении и работают с высокой скоростью.

69 По восприятию и обработке данных различают микропроцессоры: С фиксированной точкой - увеличение времени вычислений при повышенной точности результатов. С плавающей точкой - используются для обеспечения повышенной точности результата. Основные характеристики МПУ Разрядность –максимальная длина двоичного кода, который может передаваться и обрабатываться целиком. Разрядность устройства определяется разрядностью микропроцессора. Тактовая частота синхроимпульсов (импульсов прямоугольной формы) генератора определяет максимальное время выполнения переключения элементов в МПУ.

70 Быстродействие процессора характеризуется количеством миллионов выполненных команд в секунду. Тип ЗУ и объем имеющейся памяти - оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) подразделяют по способу хранения информации на статические (хранение памяти бистабильными устройствами – триггерами, способные сохранять неизменное состояние) и динамические (функцию элементов памяти выполняют электрические конденсаторы, которые нуждаются в периодической перезаписи –регенерации). Оба типа ОЗУ являются энергозависимыми, и при выключении источника питания записанная в них информация исчезает.

71 Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) сохраняют информацию при отключении. Они подразделяются на программируемые при изготовлении (масочные)ПЗУ, программируемые пользователем (ППЗУ) и перепрограммируемые (репрограммируемые) (РППЗУ), которые позволяют многократно переписать записанную информацию. Микропроцессорные контроллеры Использование микропроцессорной техники в системах управления привело к появлению специализированных МПУ - микроконтроллеров (МК).

72 Микропроцессорный контролер - вычислительно- управляющее устройство, предназначенное для выполнения функций контроля и управления различными техническими объектами и сочетающее в себе микропроцессорное ядро и набор встроенных устройств ввода-вывода В зависимости от условий применения микроконтроллеры могут иметь различное конструктивное исполнение и быть размещены на одной или нескольких платах. Многоплатные микроконтроллеры в своем составе имеют платы с микропроцессором и памятью, а также отдельные платы вспомогательных узлов со слаботочными элементами

73 Многоплатные микроконтроллеры широко используются для управления силовыми электронными устройствами. Одноплатный микроконтроллер обладает рядом преимуществ: меньше по размерам, проодноплатнымще в изготовлении, надежнее и дешевле, но менее универсально. Связь между одноплатным контроллером и силовыми платами осуществляется посредством кабеля. Устройство питания выполняется отдельным блоком. Интегральная схемотехника преимущественно используются однокристальные микроконтроллеры в виде одной ИМС, включающей микропроцессор, память, интерфейсы и различные преобразователи (рис.5.29.).

74 Рис.5.29.Корпус однокристального микроконтроллера (а) и расположение электронных схем в его кристалле (б)

75 Большое значение для функциональных возможностей микроконтроллеров имеет УВВ, осуществляющее обмен информацией между микроконтроллером и управляемыми элементами силового электронного устройства. УВВ обеспечивает преобразование информации (преобразование аналоговых сигналов в цифровые и т.п.). Для реализации этих функций УВВ включают в себя генераторы и счетчики импульсов, модули широтно-импульсной модуляции (ШИМ), аналого-цифровых преобразователей и другие устройства преобразования и обработки сигналов, несущих различную информацию как о результатах работы микропроцессора, так и о параметрах силовой части управляемого устройства и её составных частей

76 Для решения частных задач с большим объемом вычислений созданы специализированные микроконтроллеры, адаптированные к решению задач цифрового управления в реальном времени, в состав которых входят подобные узлы. Такие микроконтроллеры называются сигнальными или DSP. В современной силовой электронике микроконтроллеры используются для управления полупроводниковыми устройствами за счет встроенных специализированных устройств и выполняют функции цифрового регулятора, системы защиты и диагностики, а также системы связи с технологической сетью высшего уровня.

77 Мультиплексная система электропроводки Развитие электроники позволяет значительно упростить схему бортовой сети автомобиля, сократить число жгутов и снизить массу соединительных электропроводов. Мультиплексная система электропроводки предусматривает подведение ко всем устройствам, входящим в систему, двух общих шин: силовой, по которой к потребителям подводится «плюс» питающей сети, и управляющей, по которой проходит сигнал на включение или выключение зашифрованный в двоичном коде. Сигнал формируется в мультиплексоре при нажатии соответствующего выключателя.

78 Демультиплексор потребителя, получив сигнал, расшифровывает его и если он соответствует коду включения этого потребителя, подключает его к питающей сети. Подобным же образом происходит отключение потребителей. Электронный блок осуществляет синхронизацию прохождения сигналов. Управляющая шина может представлять собой световод в системе оптической связи, для этого управляющий сигнал из электрического преобразуется в световой.