Usklajevanje strukturnih logičnih vezij z močnostnimi vezji

Razvoj strukturnih logičnih vezij na brezkontaktnih logičnih elementih skoraj vedno pomeni, da mora biti preklapljanje močnostnih vezij, ki jih bo krmililo logično vezje, izvedeno tudi na brezkontaktnih elementih, ki so lahko tiristorji, triaki, optoelektronske naprave. .

Izjema od tega pravila so lahko le releji za nadzor napetosti, toka, moči in drugih parametrov, ki še niso bili preneseni na brezkontaktne elemente. Razlika v parametrih izhodnih signalov strukturnih logičnih vezij in parametrih stikalne opreme zahteva rešitev problema ujemanja teh parametrov.

Naloga ujemanja je pretvoriti izhodni signal logičnega vezja v signal s takšnimi parametri, ki bi presegali analogne parametre vhodnih vezij brezkontaktne stikalne opreme.

Rešitev tega problema je odvisna od parametrov obremenitve napajalnega tokokroga.Za obremenitve z nizko močjo ali preklopna signalna vezja morda sploh ni potrebna posebna koordinacija. V tem primeru mora biti obremenitveni tok izhodnega logičnega elementa večji ali v skrajnem primeru enak vhodnemu toku optičnega sklopnika, t.j. Tok LED ali vsota tokov LED, če izhodna funkcija krmili več napajalnih tokokrogov.

Ko je ta pogoj izpolnjen, dogovor ni potreben. Dovolj je le izbrati optotiristor s tokom LED, ki je manjši od obremenitvenega toka izhodnega logičnega elementa, tok fototiristorja pa je večji od nazivnega toka vključenega električnega tokokroga.

V takšnih vezjih se izhodni signal iz logičnega elementa napaja na LED optičnega sklopnika, ki nato krmili preklapljanje nizkotokovnega napajalnega vezja bremena ali signalnega elementa.

Če takšnega optičnega sklopnika ni mogoče izbrati, je v takih primerih dovolj, da izberete zadnji element logičnega vezja, ki izvaja logično funkcijo s povečanim razmerjem razvejanosti ali z odprtim kolektorjem, s katerim lahko pridobite potrebne parametre izhodni logični signal in ga neposredno nanesite na LED optičnega sklopnika. V tem primeru je treba izbrati dodaten vir in izračunati omejevalni upor odprtega kolektorja (glej sliko 1).

riž. 1. Sheme za priključitev optičnih sklopnikov na izhod logičnih elementov: a - na logičnem elementu z odprtim kolektorjem; b - vključitev optičnega sklopnika v oddajnik tranzistorja; c - vezje skupnega oddajnika

Tako lahko na primer upor Rk (slika 1 a) izračunamo iz naslednjih pogojev:

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

kjer je E izvorna napetost, ki je lahko enaka izvorni napetosti za logične čipe, vendar mora biti večja od 2,5K; K je število LED, ki so zaporedno priključene na izhod mikrovezja, pri čemer se šteje, da na vsako LED pade približno 2,5 V; Iin je vhodni tok optičnega sklopnika, to je tok LED.

Za to preklopno vezje tok skozi upor in LED ne sme preseči toka čipa. Če nameravate na izhod mikrovezja priključiti veliko število LED, je priporočljivo izbrati logiko z visokim pragom kot logične elemente.

Nivo posameznega signala za to logiko doseže 13,5 V. Tako se lahko izhod takšne logike uporabi na vhodu tranzistorskega stikala in do šest LED diod lahko zaporedno povežete z oddajnikom (slika 1 b) (diagram prikazuje en optični sklopnik). V tem primeru se vrednost upora za omejevanje toka Rk določi na enak način kot za vezje na sl. 1 a. Z logiko nizkega praga je mogoče LED diode preklapljati vzporedno. V tem primeru lahko vrednost upora upora Rk izračunamo po formuli:

Rk = (E — 2,5) / (K * Iin).

Tranzistor mora biti izbran z dovoljenim kolektorskim tokom, ki presega skupni tok vseh vzporedno povezanih LED, medtem ko mora izhodni tok logičnega elementa zanesljivo odpreti tranzistor.

Na sl. 1c prikazuje vezje z vključitvijo LED v kolektor tranzistorja. Svetleče diode v tem vezju so lahko povezane zaporedno in vzporedno (ni prikazano na diagramu). Upor Rk bo v tem primeru enak:

Rk = (E — K2,5) / (N * Iin),

kjer je — N število vzporednih vej LED.

Za vse izračunane upore je treba izračunati njihovo moč po znani formuli P = I2 R. Pri močnejših uporabnikih je potrebno uporabiti tiristorsko ali triac preklop. V tem primeru lahko optični sklopnik uporabimo tudi za galvansko ločitev strukturnega logičnega vezja in močnostnega vezja izvršilnega bremena.

V stikalnih tokokrogih asinhronih motorjev ali trifaznih sinusnih tokovnih bremen je priporočljiva uporaba triakov, ki se prožijo z optičnimi tiristorji, v stikalnih tokokrogih z enosmernimi motorji ali drugimi enosmernimi bremeni pa je priporočljiva uporaba tiristorji... Primeri preklopnih vezij za izmenična in enosmerna vezja so prikazani na sl. 2 in sl. 3.

riž. 2. Komunikacijske sheme trifaznega asinhronskega motorja

riž. 3. Komutacijsko vezje enosmernega motorja

Slika 2a prikazuje preklopni diagram trifaznega asinhronega motorja, katerega nazivni tok je manjši ali enak nazivnemu toku optičnega tiristorja.

Na sliki 2b je prikazana preklopna shema indukcijskega motorja, katerega nazivnega toka ni mogoče preklopiti z optičnimi tiristorji, vendar je manjši ali enak nazivnemu toku krmiljenega triaka. Nazivni tok optičnega tiristorja je izbran glede na krmilni tok krmiljenega triaka.

Slika 3a prikazuje stikalno vezje enosmernega motorja, katerega nazivni tok ne presega največjega dovoljenega toka optotiristorja.

Slika 3b prikazuje podobno preklopno shemo enosmernega motorja, katerega nazivnega toka ni mogoče preklopiti z optičnimi tiristorji.