Koordinering av strukturelle logiske kretser med kraftkretser

Utviklingen av strukturelle logiske kretser på berøringsfrie logiske elementer innebærer nesten alltid at vekslingen av strømkretsene som vil bli kontrollert av den logiske kretsen også må utføres på berøringsfrie elementer, som kan være tyristorer, triacs, optoelektroniske enheter .

Et unntak fra denne regelen kan bare være releer for overvåking av spenning, strøm, effekt og andre parametere som ennå ikke er overført til berøringsfrie elementer. Forskjellen i parametrene til utgangssignalene til de strukturelle logiske kretsene og parameterne til svitsjeutstyret nødvendiggjør løsning av problemet med å matche disse parametrene.

Tilpasningsoppgaven er å konvertere utgangssignalet til den logiske kretsen til et signal med slike parametere som vil overskride de analoge parametrene til inngangskretsene til kontaktløst svitsjeutstyr.

Løsningen på dette problemet avhenger av belastningsparametrene til strømkretsen.For laveffektbelastninger eller svitsjesignalkretser kan det ikke være nødvendig med noen spesiell koordinering i det hele tatt. I dette tilfellet må belastningsstrømmen til det logiske utgangselementet være større eller i ekstreme tilfelle lik inngangsstrømmen til optokobleren, dvs. LED-strøm eller summen av LED-strømmer hvis utgangsfunksjonen kontrollerer flere strømkretser.

Når dette vilkåret er oppfylt, kreves det ingen avtale. Det er nok bare å velge en optotyristor med en LED-strøm mindre enn belastningsstrømmen til utgangslogikkelementet, og fototyristorstrømmen er større enn nominell strøm til den inkluderte elektriske kretsen.

I slike kretser blir utgangssignalet fra det logiske elementet matet til LED-en til en optokobler, som igjen styrer svitsjen av lavstrømsstrømkretsen til lasten eller signalelementet.

Hvis en slik optokobler ikke kan velges, er det i slike tilfeller tilstrekkelig å velge det siste elementet i den logiske kretsen, som implementerer den logiske funksjonen med et økt forgreningsforhold eller med en åpen kollektor, med hvilken du kan få de nødvendige parametrene til sende ut logisk signal og bruke det direkte til LED-en til optokobleren. I dette tilfellet er det nødvendig å velge en ekstra kilde og beregne grensemotstanden til den åpne kollektoren (se fig. 1).

Ris. 1. Skjemaer for tilkobling av optokoblere til utgangen av logiske elementer: a — på et logisk element med en åpen kollektor; b - inkludering av en optokobler i emitteren til transistoren; c — felles emitterkrets

Så for eksempel kan motstanden Rk (fig. 1 a) beregnes fra følgende forhold:

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

hvor E er en kildespenning, som kan være lik kildespenningen for logiske brikker, men må være større enn 2,5K; K er antall lysdioder koblet i serie til utgangen til mikrokretsen, mens det antas at det faller omtrent 2,5 V på hver lysdiode; Iin er inngangsstrømmen til optokobleren, det vil si strømmen til LED.

For denne svitsjekretsen bør strømmen gjennom motstanden og LED-en ikke overstige strømmen til brikken. Hvis du planlegger å koble et stort antall lysdioder til utgangen til mikrokretsen, anbefales det å velge logikk med høy terskel som logiske elementer.

Enkeltsignalnivået for denne logikken når 13,5 V. Dermed kan utgangen av slik logikk tilføres inngangen til en transistorbryter og opptil seks lysdioder kan kobles i serie til en emitter (fig. 1 b) (diagrammet viser en optokobler). I dette tilfellet bestemmes verdien av den strømbegrensende motstanden Rk på samme måte som for kretsen i fig. 1 a. Med lavterskellogikk kan lysdioder kobles parallelt. I dette tilfellet kan motstandsverdien til motstanden Rk beregnes med formelen:

Rk = (E — 2,5) / (K * Iin).

Transistoren må velges med en tillatt kollektorstrøm som overstiger den totale strømmen til alle lysdioder som er koblet parallelt, mens utgangsstrømmen til det logiske elementet må åpne transistoren pålitelig.

I fig. 1c viser en krets med inkludering av lysdioder til transistorens kollektor. Lysdiodene i denne kretsen kan kobles i serie og parallelt (ikke vist i diagrammet). Motstanden Rk i dette tilfellet vil være lik:

Rk = (E — K2,5) / (N * Iin),

hvor — N er antall parallelle LED-grener.

For alle beregnede motstander er det nødvendig å beregne kraften deres i henhold til den velkjente formelen P = I2 R. For kraftigere brukere er det nødvendig å bruke tyristor eller triac-svitsjing. I dette tilfellet kan optokobleren også brukes til galvanisk isolasjon av den strukturelle logiske kretsen og strømkretsen til den eksekutive lasten.

I koblingskretser av asynkrone motorer eller trefase sinusformede strømbelastninger anbefales det å bruke triacer som utløses av optiske tyristorer, og i koblingskretser med likestrømsmotorer eller andre likestrømsbelastninger anbefales det å bruke tyristorer... Eksempler på koblingskretser for AC- og DC-kretser er vist i fig. 2 og fig. 3.

Ris. 2. Kommunikasjonsskjemaer for en trefaset asynkronmotor

Ris. 3. Kommuteringskrets for en DC-motor

Figur 2a viser koblingsskjemaet for en trefaset asynkronmotor hvis merkestrøm er mindre enn eller lik merkestrømmen til den optiske tyristoren.

Figur 2b viser koblingsskjemaet til en induksjonsmotor, hvis merkestrøm ikke kan byttes av optiske tyristorer, men er mindre enn eller lik merkestrømmen til den kontrollerte triacen. Den nominelle strømmen til den optiske tyristoren velges i henhold til kontrollstrømmen til den kontrollerte triacen.

Figur 3a viser svitsjekretsen til en DC-motor hvis merkestrøm ikke overskrider den maksimalt tillatte strømmen til optotyristoren.

Figur 3b viser et lignende koblingsskjema for en likestrømsmotor hvis merkestrøm ikke kan byttes av optiske tyristorer.