Rakenteellisten logiikkapiirien koordinointi tehopiirien kanssa

Rakenteellisten logiikkapiirien kehittäminen kosketuksettomille logiikkaelementeille merkitsee lähes aina sitä, että logiikkapiirin ohjaamien tehopiirien kytkeminen on suoritettava myös kosketuksettomille elementeille, jotka voivat olla tyristoreja, triakkeja, optoelektronisia laitteita. .

Poikkeuksena tästä säännöstä voivat olla vain jännitteen, virran, tehon ja muiden parametrien valvontareleet, joita ei ole vielä siirretty kosketuksettomiin elementteihin. Ero rakenteellisten logiikkapiirien lähtösignaalien parametreissa ja kytkentälaitteiston parametreissa edellyttää näiden parametrien sovitusongelman ratkaisemista.

Sovitustehtävänä on muuntaa logiikkapiirin lähtösignaali sellaisiksi parametreiksi, jotka ylittäisivät kontaktittomien kytkentälaitteiden tulopiirien analogiset parametrit.

Ratkaisu tähän ongelmaan riippuu tehopiirin kuormitusparametreista.Pienitehoisille kuormille tai kytkentäsignaalipiireille ei välttämättä tarvita erityistä koordinointia. Tällöin lähtölogiikkaelementin kuormitusvirran tulee olla suurempi tai äärimmäisessä tapauksessa yhtä suuri kuin optoerottimen tulovirta, ts. LED-virta tai LED-virtojen summa, jos lähtötoiminto ohjaa useita tehopiirejä.

Kun tämä ehto täyttyy, sopimusta ei tarvita. Riittää, kun valitaan optotyristori, jonka LED-virta on pienempi kuin lähtölogiikkaelementin kuormitusvirta ja fototyristorivirta on suurempi kuin mukana tulevan sähköpiirin nimellisvirta.

Tällaisissa piireissä logiikkaelementin lähtösignaali syötetään optoerottimen LEDille, joka puolestaan ​​ohjaa kuorma- tai signaalielementin pienvirtatehopiirin kytkentää.

Jos tällaista optoerotinta ei voida valita, niin tällöin riittää, että valitaan logiikkapiirin viimeinen elementti, joka toteuttaa logiikkatoiminnon korotetulla haaroitussuhteella tai avoimella kollektorilla, jolla saadaan tarvittavat parametrit lähtölogiikkasignaali ja syötä se suoraan optoerottimen LEDiin. Tässä tapauksessa on valittava lisälähde ja laskettava avoimen kollektorin rajoitusvastus (katso kuva 1).

Riisi. 1. Kaaviot optoerottimien kytkemiseksi logiikkaelementtien lähtöön: a — avoimella kollektorilla varustetussa logiikkaelementissä; b — optoerottimen sisällyttäminen transistorin emitteriin; c — yhteinen emitteripiiri

Joten esimerkiksi vastus Rk (kuva 1 a) voidaan laskea seuraavista ehdoista:

Rk = (E-2,5K) / Iin,

jossa E on lähdejännite, joka voi olla yhtä suuri kuin logiikkasirujen lähdejännite, mutta sen on oltava suurempi kuin 2,5 K; K on sarjaan kytkettyjen LEDien lukumäärä mikropiirin lähtöön, kun taas katsotaan, että jokaiseen LEDiin putoaa noin 2,5 V; Iin on optoerottimen tulovirta eli LEDin virta.

Tässä kytkentäpiirissä vastuksen ja LEDin läpi kulkeva virta ei saa ylittää sirun virtaa. Jos aiot kytkeä suuren määrän LEDejä mikropiirin lähtöön, on suositeltavaa valita logiikkaelementeiksi korkea kynnys.

Tämän logiikan yksittäisen signaalin taso saavuttaa 13,5 V. Siten tällaisen logiikan lähtöä voidaan käyttää transistorikytkimen tuloon ja enintään kuusi LEDiä voidaan kytkeä sarjaan emitteriin (kuva 1 b) (kaavio). näyttää yhden optoerottimen). Tässä tapauksessa virtaa rajoittavan vastuksen Rk arvo määritetään samalla tavalla kuin kuvion 1 piirille. 1 a. Matalan kynnyksen logiikalla LEDit voidaan kytkeä rinnakkain. Tässä tapauksessa vastuksen Rk resistanssiarvo voidaan laskea kaavalla:

Rk = (E - 2,5) / (K * Iin).

Transistori tulee valita sallitulla kollektorivirralla, joka ylittää kaikkien rinnan kytkettyjen LEDien kokonaisvirran, kun taas logiikkaelementin lähtövirran on avattava transistori luotettavasti.

Kuvassa Kuva 1c esittää piiriä, jossa on LEDit transistorin kollektoriin. Tämän piirin LEDit voidaan kytkeä sarjaan ja rinnan (ei näy kaaviossa). Resistanssi Rk on tässä tapauksessa yhtä suuri:

Rk = (E - K2,5) / (N * Iin),

missä — N on rinnakkaisten LED-haarojen lukumäärä.

Kaikille lasketuille vastuksille on tarpeen laskea niiden teho tunnetun kaavan P = I2 R mukaan. Tehokkaammille käyttäjille on käytettävä tyristori- tai triac-kytkentää. Tässä tapauksessa optoerotinta voidaan käyttää myös rakenteellisen logiikkapiirin ja toimeenpanokuorman tehopiirin galvaaniseen eristykseen.

Asynkronisten moottoreiden tai kolmivaiheisten sinimuotoisten virtakuormien kytkentäpiireissä on suositeltavaa käyttää optisten tyristorien laukaisevia triaceja ja tasavirtamoottoreilla tai muilla tasavirtakuormilla varustetuissa kytkentäpiireissä on suositeltavaa käyttää tyristorit... Esimerkkejä vaihto- ja tasavirtapiirien kytkentäpiireistä on esitetty kuvassa. 2 ja fig. 3.

Riisi. 2. Kolmivaiheisen asynkronisen moottorin tiedonsiirtokaaviot

Riisi. 3. DC-moottorin kommutointipiiri

Kuvassa 2a on esitetty kytkentäkaavio kolmivaiheisesta asynkronisesta moottorista, jonka nimellisvirta on pienempi tai yhtä suuri kuin optisen tyristorin nimellisvirta.

Kuvassa 2b on esitetty kytkentäkaavio induktiomoottorista, jonka nimellisvirtaa ei voida kytkeä optisilla tyristoreilla, mutta joka on pienempi tai yhtä suuri kuin ohjatun triakin nimellisvirta. Optisen tyristorin nimellisvirta valitaan ohjatun triakin ohjausvirran mukaan.

Kuvassa 3a on esitetty DC-moottorin kytkentäpiiri, jonka nimellisvirta ei ylitä optotyristorin suurinta sallittua virtaa.

Kuvassa 3b on esitetty samanlainen kytkentäkaavio DC-moottorista, jonka nimellisvirtaa ei voida kytkeä optisilla tyristoreilla.