В микроволновых печах рассмотренный выше принцип фазового управления мощностью, как правило, не применяется. Однако он используется в специальных сетевых адаптерах, позволяющих в сеть напряжением 220 В включать приборы, предназначенные для работы с меньшим напряжением. В частности, во многих странах мира (например, в США), стандартное напряжение бытовой электрической сети составляет 110 В, соответственно все электробытовые приборы, приобретенные там и включенные здесь, будут работать одинаково: в качестве фейерверка. Чтобы этого не произошло, и служат вышеуказанные адаптеры. Они представляют собой компактные приборы, по виду напоминающие электрический тройник, вставляемый в розетку, и начинены симистором и схемой его управления.

Рис. 2.41. Форма тока в нагрузке в зависимости от времени подачи импульса на управляющий электрод симистора

В микроволновых печах нагрузка всегда включается через трансформатор, который, в частности, может работать в режиме насыщения (рис. 2.42). В этом случае кривая тока будет несколько отличаться от приведенной выше.»

Во-первых, огибающая линия тока изменит свою форму. Из синусоидальной она превратится в более плоскую, ограниченную током насыщения. Кроме того, ток при индуктивной нагрузке отстает по фазе от напряжения на угол ср, примерно равный тс/2. Величина этого угла зависит от соотношения между активной и реактивной составляющими сопротивления нагрузки. Вследствие этого на тот же угол должны быть смещены и управляющие импульсы. Для обеспечения надежного включения в системах с индуктивными нагрузками чаще всего применяют широкие управляющие импульсы или пачки узких импульсов.

Как было установлено ранее, неправильный выбор режима может привести к тому, что симистор будет работать только в положительные полупериоды. В случае активной нагрузки это обычно не влечет за собой особых последствий. Однако при индуктивном характере нагрузки это чревато большими неприятностями. Ток нагрузки будет содержать постоянную составляющую, для

которой индуктивность практически не представляет сопротивления. В результате, если в качестве нагрузки используется трансформатор микроволновой печи, его первичная обмотка будет сильно перегреваться и поручительство за ее дальнейшую работоспособность будет граничить с безответственностью. В микроволновых печах типа "Лена" это основная причина выхода из строя накальных трансформаторов. Причем самое неприятное в этом случае то, что процесс может начаться самопроизвольно, в тот момент, когда печь находится в нерабочем состоянии, но подключена к сети.

"О [

Рис. 2.42. Особенности включения через симистор трансформатора микроволновой печи

Рис. 2.43. Варианты электрической развязки силовой и управляющей цепей при использовании симистора

Возможной причиной неправильного включения симистора может быть выход из строя одного из плеч диодного моста, питающего цепь управления. При этом в один из полупериодов сигнал управления либо вообще отсутствует, либо включает симистор с задержкой, что приводит к асимметричной работе последнего и, как результат, к появлению постоянной составляющей тока со всеми вытекающими последствиями.

В некоторых случаях, для того чтобы обеспечить хорошую развязку между анодной и управляющей цепями, управляющий электрод подключается к схеме через импульсный трансформатор или оптронную пару (рис. 2.43а, б). В последнем варианте симистор отпирается за счет возникающей на электродах фотодиода электродвижущей силы при его освещении светодиодом. Однако дан-

ная схема будет работать только при небольших токах управления. Ситуация упрощается, если в качестве переключающего элемента использовать оптосимистор (рис. 2.43в). Его отличие от обычного симистора состоит в том, что он не имеет управляющего электрода, а в проводящее состояние включается за счет фотоэффекта при освещении р-n переходов встроенным в корпус светодиодом. Поэтому анодная цепь оптосимистора полностью изолирована от цепи управления.

Микроконтроллеры

Контроллером принято называть специализированную микроЭВМ, предназначенную для управления конкретными устройствами. Набор функций контроллера обычно ограничен рамками тех задач, которые необходимо решать с помощью этих устройств. Еспи все основные элементы контроллера расположены на одной микросхеме, то его без колебаний можно назвать микроконтроллером (рис. 2.44).

Рис. 2.44. Внешний вид некоторых микроконтроллеров

С появлением микроконтроллеров цифровая и цифро-аналоговая схемотехника вступила в качественно новый этап своего развития. Задача всякой электронной схемы - это генерация требуемых выходных сигналов в зависимости от сигналов на входе. Раньше для решения этой задачи во многих случаях требовалось создание сложных электронных схем, состоящих из триггеров, логических элементов, дешифраторов и т.п. При этом небольшое изменение функций схемы иногда требовало существенной ее переделки. Микроконтроллер позволяет тот же перечень задач решать программными средствами. В этом случае соотношение между входными и выходными сигналами определяется текстом программы, которая при желании достаточно просто может быть изменена. Таким образом, одна и та же схема может быть использована и для управления микроволновой печью, и для регулировки расхода топлива в автомобиле.

Сфера применения микроконтроллеров постоянно расширяется. Это связано с тем, что они обладают большими возможностями при сравнительно низкой себестоимости. В настоящее время в мире ежегодно продаются сотни миллионов микроконтроллеров различного назначения. Практически вся электробытовая техника имеет модели со встроенными микроконтроллерами. В состав некоторых микросхем иногда включается миниатюрная литиевая батарея, и таким образом появляется возможность использовать микроконтроллеры в предметах, которые связаны с электричеством примерно так же, как соленый огурец с теоремой Пифагора. Примером могут служить различные смарт-карты, самонаводящиеся авиабомбы и музыкальные поздравительные открытки. Похоже, недалек тот день, когда микроконтроллерами будут укомплектованы гвозди и туалетная бумага.

В блоках управления микроволновых печей используются простейшие 8-битные контроллеры. Как правило, они относятся к разряду "заказных" и имеют однократно программируемую память, т.е. указанные микроконтроллеры предназначены для работы исключительно в конкретном устройстве и не могут быть заменены ни на что другое. "Заказной" характер микроконтроллера означает, что фирма потребитель заказывает его у фирмы производителя под свою конкретную разработку. Следствием этого является то, что из-за ограниченного спроса на эти изделия они практически от сутствуют в свободной продаже. Поэтому, если микроконтроллер вышел из строя, бессмысленно искать ему замену в магазине радиотоваров. Единственное место, где его можно отыскать, это сервисная ремонтная служба компании, производителя данной бытовой техники. Цели и объем данной книги не позволяют подробно останавливаться на устройстве и описании работы каждого из многочисленного семейства микроконтроллеров. (Для справки: только компания "Моторола" производит более 300 наименований.) Поэтому мы рассмотрим только общие вопросы, которые позво пят как-то ориентироваться в этой проблеме, а конкретные рецепты приводятся непосредственно в описаниях работы некоторых блоков управления.

В состав микроконтроллера входят следующие основные элементы: микропроцессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM, в латинской транскрипции), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ или ROM), порты ввода-вывода. Дополнительно контроллеры могут

»