Koordinering av strukturella logiska kretsar med kraftkretsar

Utvecklingen av strukturella logiska kretsar på beröringsfria logiska element innebär nästan alltid att omkopplingen av kraftkretsarna som kommer att styras av den logiska kretsen också måste utföras på beröringsfria element, som kan vara tyristorer, triacs, optoelektroniska enheter .

Ett undantag från denna regel kan endast vara reläer för övervakning av spänning, ström, effekt och andra parametrar som ännu inte har överförts till beröringsfria element. Skillnaden i parametrarna för utsignalerna från de strukturella logikkretsarna och parametrarna för omkopplingsutrustningen nödvändiggör att lösa problemet med att matcha dessa parametrar.

Matchningsuppgiften är att omvandla utsignalen från den logiska kretsen till en signal med sådana parametrar som skulle överskrida de analoga parametrarna för ingångskretsarna för kontaktlös omkopplingsutrustning.

Lösningen på detta problem beror på kraftkretsens belastningsparametrar.För lågeffektlaster eller kopplingssignalkretsar kan det inte krävas någon speciell koordinering alls. I detta fall måste belastningsströmmen för det utgångslogiska elementet vara större eller i extremfallet lika med ingångsströmmen för optokopplaren, dvs. LED-ström eller summan av LED-strömmar om utgångsfunktionen styr flera strömkretsar.

När detta villkor är uppfyllt krävs inget avtal. Det räcker bara att välja en optotyristor med en LED-ström som är mindre än belastningsströmmen för det logiska utgångselementet, och fototyristorströmmen är större än märkströmmen för den inkluderade elektriska kretsen.

I sådana kretsar matas utsignalen från det logiska elementet till lysdioden på en optokopplare, som i sin tur styr omkopplingen av lågströmsströmkretsen för lasten eller signalelementet.

Om en sådan optokopplare inte kan väljas, är det i sådana fall tillräckligt att välja det sista elementet i den logiska kretsen, som implementerar den logiska funktionen med ett ökat förgreningsförhållande eller med en öppen kollektor, med vilken du kan erhålla de nödvändiga parametrarna för mata ut logisk signal och applicera den direkt på optokopplarens lysdiod. I detta fall är det nödvändigt att välja en extra källa och beräkna begränsningsmotståndet för den öppna kollektorn (se fig. 1).

Ris. 1. Schema för anslutning av optokopplare till utgången av logiska element: a — på ett logiskt element med en öppen kollektor; b — införande av en optokopplare i transistorns emitter; c — gemensam sändarkrets

Så till exempel kan motståndet Rk (fig. 1 a) beräknas från följande villkor:

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

där E är en källspänning, som kan vara lika med källspänningen för logikchip, men måste vara större än 2,5K; K är antalet lysdioder kopplade i serie till mikrokretsens utgång, medan det anses att cirka 2,5 V faller på varje lysdiod; Iin är ingångsströmmen för optokopplaren, det vill säga strömmen för lysdioden.

För denna omkopplingskrets bör strömmen genom motståndet och lysdioden inte överstiga kretsens ström. Om du planerar att ansluta ett stort antal lysdioder till mikrokretsens utgång, rekommenderas det att välja logik med hög tröskel som logiska element.

Den enkla signalnivån för denna logik når 13,5 V. Sålunda kan utsignalen från sådan logik appliceras på ingången på en transistoromkopplare och upp till sex lysdioder kan anslutas i serie till en emitter (fig. 1 b) (diagrammet visar en optokopplare). I detta fall bestäms värdet på det strömbegränsande motståndet Rk på samma sätt som för kretsen i fig. 1 a. Med lågtröskellogik kan lysdioder kopplas parallellt. I detta fall kan motståndsvärdet för motståndet Rk beräknas med formeln:

Rk = (E — 2,5) / (K * Iin).

Transistorn måste väljas med en tillåten kollektorström som överstiger den totala strömmen för alla parallellkopplade lysdioder, medan utgångsströmmen från det logiska elementet måste öppna transistorn på ett tillförlitligt sätt.

I fig. 1c visar en krets med inkluderandet av lysdioder till transistorns kollektor. Lysdioderna i denna krets kan kopplas i serie och parallellt (visas inte i diagrammet). Motståndet Rk i detta fall kommer att vara lika med:

Rk = (E — K2,5) / (N * Iin),

där — N är antalet parallella LED-grenar.

För alla beräknade motstånd är det nödvändigt att beräkna deras effekt enligt den välkända formeln P = I2 R. För mer kraftfulla användare är det nödvändigt att använda tyristor- eller triac-omkoppling. I detta fall kan optokopplaren också användas för galvanisk isolering av den strukturella logiska kretsen och effektkretsen för den exekutiva lasten.

I omkopplingskretsar av asynkronmotorer eller trefas sinusformade strömbelastningar rekommenderas att använda triacs som triggas av optiska tyristorer, och i omkopplingskretsar med DC-motorer eller andra DC-laster rekommenderas att använda tyristorer... Exempel på kopplingskretsar för AC- och DC-kretsar visas i Fig. 2 och fig. 3.

Ris. 2. Kommunikationsscheman för en trefas asynkronmotor

Ris. 3. Kommuteringskrets för en DC-motor

Figur 2a visar kopplingsschemat för en trefas asynkronmotor vars märkström är mindre än eller lika med den optiska tyristorns märkström.

Figur 2b visar kopplingsschemat för en induktionsmotor, vars märkström inte kan kopplas om av optiska tyristorer, men är mindre än eller lika med märkströmmen för den kontrollerade triacen. Den nominella strömmen för den optiska tyristorn väljs i enlighet med styrströmmen för den kontrollerade triacen.

Figur 3a visar omkopplingskretsen för en DC-motor vars märkström inte överstiger den maximalt tillåtna strömmen för optotyristorn.

Figur 3b visar ett liknande omkopplingsschema för en DC-motor vars märkström inte kan omkopplas av optiska tyristorer.