Abschlussbericht_PowerTower - Projektlabor - TU Berlin

sator dazu, sich zwischenzeitlich wieder entladen zu können, da sonst ein
einmaliges Einschalten nicht mehr rückgängig gemacht werden könnte.
Daraufhin läuft das Signal auf einen Schmitt-Trigger, der von negativer
Ausgangsspannung dann auf positive kippt, wenn das ankommende Signal
(betragsmäßig) groß genug ist. Nur diese positive Ausgangsspannung kann
die Diode D 4 passieren und bringt die im Optokoppler integrierte LED
zum leuchten, was zum Durchschalten des Transistors bzw. des Optokopplers
führt, wodurch das über PIN 1 ankommende Signal von +5V DC auf
den Ausgang (PIN 12) gelegt wird. Zu bemerken ist hier außerdem, dass
der Optokoppler auf der Transistorenseite über den Widerstand R 10 nicht
die analoge sondern auf digitale Masse zum Bezug hat. Dies ist notwendig,
weil die Funktionsweise der Logik von kurzfristigen Spannungsschwankungen
auf der analogen Masse beeinträchtigt wäre. (An dieser Stelle sei Prof.
Dr.-Ing. Manfred Krumm gedankt, der dabei geholfen hat, die Schaltung
fehlerfrei bewerkstelligen zu können.)
Berechnungen zur Dimensionierung Der mehrfach erwähnte Stromwandler
besteht auf der Primärseite aus einer Wicklung und auf der Sekundärseite
aus 100 Wicklungen Kupferlackdraht, gewickelt auf einen Ferrit-Ringkern.
Das heißt bei maximalen 16A auf der Primärseite, erhalten wir 0, 16A
auf der Sekundärseite. Dieser fließt über R 1 und da wir die Spannung
an den Emittern der Transistoren relativ frei wählen können, haben wir
uns für 6, 4V als Scheitelwert entschieden, so dass wir für R 1 einen Wert
von 3, 9kΩ wählen können. Damit haben wir uns für eine (wegen der
Diode D 3 in Sperrrichtung) negative Schwellspannung von −6, 4V und
außerdem eine Hysterese von 2V nach oben entschieden. Somit ergaben
sich die zwei folgenden Bestimmungsgleichungen für die Widerstände R 6 ,
R 7 und R 8 . Dadurch, dass sich über diese beiden Gleichungen lediglich
zwei Widerstände bestimmen lassen wählten wir für R 7 den Wert 10kΩ.
Weiterhin gibt der Schmitt-Trigger entweder +12V oder −12V aus. Diese
Spannungen stellen das Potential am Widerstand R 8 dar. Am Widerstand
R 6 und R 7 befinden sich 0V bzw. −15V . Für den Fall U R8 = −12V
soll zwischen den Widerständen ein Potential von −6, 4V und für U R8 =
+12V ein Potential von −4, 4V herrschen. Bei einem Gesamtstrom von
I = 1, 08mA ergeben sich also die beiden folgenden Formeln:
0, 64mA =
15V − 6, 4V
R 6
und
+
12V − 6, 4V
R 8
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