Szerkezeti logikai áramkörök összehangolása teljesítményáramkörökkel
A szerkezeti logikai áramkörök érintésmentes logikai elemeken történő fejlesztése szinte mindig azt jelenti, hogy a logikai áramkör által vezérelt teljesítményáramkörök kapcsolását érintésmentes elemeken is el kell végezni, amelyek lehetnek tirisztorok, triacok, optoelektronikai eszközök. .
Ez alól a szabály alól csak a feszültség, áram, teljesítmény és egyéb paraméterek felügyeletére szolgáló relék képezhetnek kivételt, amelyeket még nem vittek át az érintésmentes elemekre. A szerkezeti logikai áramkörök kimeneti jeleinek és a kapcsolóberendezések paramétereinek különbsége szükségessé teszi ezen paraméterek illesztésének megoldását.
Az illesztési feladat a logikai áramkör kimenőjelének olyan paraméterű jellé alakítása, amely meghaladja az érintésmentes kapcsolóberendezések bemeneti áramköreinek analóg paramétereit.
A probléma megoldása az áramkör terhelési paramétereitől függ.Kis teljesítményű terheléseknél vagy kapcsolójeláramköröknél egyáltalán nincs szükség speciális koordinációra. Ebben az esetben a kimeneti logikai elem terhelőáramának nagyobbnak vagy szélsőséges esetben egyenlőnek kell lennie az optocsatoló bemeneti áramával, azaz. A LED-áram vagy a LED-áramok összege, ha a kimeneti funkció több áramkört vezérel.
Ha ez a feltétel teljesül, nincs szükség megállapodásra. Elég csak olyan optotirisztort választani, amelynek LED árama kisebb, mint a kimeneti logikai elem terhelési árama, és a fototirisztor árama nagyobb, mint a mellékelt elektromos áramkör névleges árama.
Az ilyen áramkörökben a logikai elem kimeneti jelét egy optocsatoló LED-jére táplálják, amely viszont vezérli a terhelés- vagy jelelem gyengeáramú áramkörének kapcsolását.
Ha ilyen optocsatoló nem választható, akkor ilyenkor elegendő a logikai áramkör utolsó elemét kiválasztani, amely a logikai funkciót megnövelt elágazási aránnyal, vagy nyitott kollektorral valósítja meg, amellyel a szükséges paramétereket megkaphatja. kimeneti logikai jelet, és közvetlenül az optocsatoló LED-jére vigye fel. Ebben az esetben ki kell választani egy további forrást, és ki kell számítani a nyitott kollektor korlátozó ellenállását (lásd 1. ábra).
Rizs. 1. Az optocsatolók logikai elemek kimenetére történő csatlakoztatásának sémája: a — nyitott kollektorral rendelkező logikai elemen; b - optocsatoló beépítése a tranzisztor emitterébe; c — közös emitter áramkör
Így például az Rk ellenállás (1a. ábra) a következő feltételekből számítható ki:
Rk = (E-2,5K) / Iin,
ahol E egy forrásfeszültség, amely egyenlő lehet a logikai chipek forrásfeszültségével, de nagyobbnak kell lennie 2,5 K-nál; K a mikroáramkör kimenetére sorba kapcsolt LED-ek száma, miközben úgy tekintjük, hogy körülbelül 2,5 V esik mindegyik LED-re; Iin az optocsatoló bemeneti árama, vagyis a LED árama.
Ennél a kapcsolóáramkörnél az ellenálláson és a LED-en áthaladó áram nem haladhatja meg a chip áramát. Ha nagyszámú LED-et kíván csatlakoztatni a mikroáramkör kimenetéhez, akkor ajánlott magas küszöbértékű logikát választani logikai elemként.
Ennek a logikának az egyetlen jelszintje eléri a 13,5 V-ot. Így az ilyen logika kimenete rákapcsolható egy tranzisztoros kapcsoló bemenetére, és legfeljebb hat LED köthető sorba egy emitterhez (1b. ábra) (a diagram egy optocsatolót mutat). Ebben az esetben az Rk áramkorlátozó ellenállás értékét ugyanúgy kell meghatározni, mint az 1. ábrán látható áramkörnél. 1 a. Alacsony küszöbű logikával a LED-ek párhuzamosan kapcsolhatók. Ebben az esetben az Rk ellenállás ellenállása a következő képlettel számítható ki:
Rk = (E - 2,5) / (K * Iin).
A tranzisztort úgy kell kiválasztani, hogy a megengedett kollektoráram meghaladja az összes párhuzamosan kapcsolt LED összáramát, míg a logikai elem kimeneti áramának megbízhatóan kell nyitnia a tranzisztort.
ábrán. Az 1c. ábra egy áramkört mutat be LED-ekkel a tranzisztor kollektorához. Ebben az áramkörben a LED-ek sorba és párhuzamosan kapcsolhatók (az ábrán nem látható). Az Rk ellenállás ebben az esetben egyenlő lesz:
Rk = (E – K2,5) / (N * Iin),
ahol — N a párhuzamos LED-ágak száma.
Minden számított ellenállásnál a teljesítményüket a jól ismert P = I2 R képlet szerint kell kiszámítani. Erősebb felhasználóknál tirisztoros vagy triac kapcsolást kell használni. Ebben az esetben az optocsatoló a szerkezeti logikai áramkör és a végrehajtó terhelés tápáramkörének galvanikus leválasztására is használható.
Aszinkron motorok vagy háromfázisú szinuszos áramterhelések kapcsolóáramköreiben optikai tirisztorok által kiváltott triacok alkalmazása, egyenáramú motoros vagy egyéb egyenáramú terhelésű kapcsolási áramkörökben pedig javasolt tirisztorok... Példák váltóáramú és egyenáramú áramkörök kapcsolóáramköreire az ábrán láthatók. 2. és 2. ábra. 3.
Rizs. 2. Háromfázisú aszinkron motor kommunikációs sémái
Rizs. 3. Egyenáramú motor kommutációs áramköre
A 2a. ábra egy háromfázisú aszinkron motor kapcsolási rajzát mutatja, amelynek névleges árama kisebb vagy egyenlő, mint az optikai tirisztor névleges árama.
A 2b. ábra egy indukciós motor kapcsolási sémáját mutatja, amelynek névleges árama nem kapcsolható optikai tirisztorokkal, de kisebb vagy egyenlő, mint a vezérelt triac névleges árama. Az optikai tirisztor névleges áramát a vezérelt triac vezérlőáramának megfelelően választjuk ki.
A 3a. ábra egy egyenáramú motor kapcsolóáramkörét mutatja, amelynek névleges árama nem haladja meg az optotirisztor megengedett legnagyobb áramát.
A 3b. ábra egy egyenáramú motor hasonló kapcsolási sémáját mutatja, amelynek névleges árama nem kapcsolható optikai tirisztorokkal.