Coordinació de circuits lògics estructurals amb circuits de potència
El desenvolupament de circuits lògics estructurals sobre elements lògics sense contacte gairebé sempre implica que la commutació dels circuits de potència que seran controlats pel circuit lògic també s'ha de dur a terme en elements sense contacte, que poden ser tiristors, triacs, dispositius optoelectrònics. .
Una excepció a aquesta regla només poden ser els relés per controlar la tensió, el corrent, la potència i altres paràmetres que encara no s'han transferit a elements sense contacte. La diferència en els paràmetres dels senyals de sortida dels circuits lògics estructurals i els paràmetres de l'equip de commutació requereix resoldre el problema de la concordança d'aquests paràmetres.
La tasca de concordança és convertir el senyal de sortida del circuit lògic en un senyal amb aquests paràmetres que superin els paràmetres anàlegs dels circuits d'entrada dels equips de commutació sense contacte.
La solució a aquest problema depèn dels paràmetres de càrrega del circuit de potència.Per a càrregues de baixa potència o circuits de senyal de commutació, pot ser que no es requereixi cap coordinació especial. En aquest cas, el corrent de càrrega de l'element lògic de sortida ha de ser major o, en el cas extrem, igual al corrent d'entrada de l'optoacoblador, és a dir. Corrent LED o la suma de corrents LED si la funció de sortida controla diversos circuits d'alimentació.
Quan es compleix aquesta condició, no cal acord. N'hi ha prou amb triar un optotiristor amb un corrent LED inferior al corrent de càrrega de l'element lògic de sortida i el corrent del fototiristor és superior al corrent nominal del circuit elèctric inclòs.
En aquests circuits, el senyal de sortida de l'element lògic s'alimenta al LED d'un optoacoblador, que al seu torn controla la commutació del circuit de potència de baix corrent de l'element de càrrega o senyal.
Si aquest optoacoblador no es pot seleccionar, en aquests casos n'hi ha prou amb seleccionar l'últim element del circuit lògic, que implementa la funció lògica amb una relació de ramificació augmentada o amb un col·lector obert, amb el qual podeu obtenir els paràmetres necessaris del circuit lògic. senyal lògic de sortida i aplicar-lo directament al LED de l'optoacoblador. En aquest cas, cal seleccionar una font addicional i calcular la resistència limitadora del col·lector obert (vegeu la figura 1).
Arròs. 1. Esquemes per connectar optoacobladors a la sortida d'elements lògics: a — en un element lògic amb un col·lector obert; b — inclusió d'un optoacoblador a l'emissor del transistor; c — circuit emissor comú
Així, per exemple, la resistència Rk (Fig. 1 a) es pot calcular a partir de les condicions següents:
Rk = (E-2,5K) / Iin,
on E és una tensió font, que pot ser igual a la tensió font dels xips lògics, però ha de ser superior a 2,5 K; K és el nombre de LED connectats en sèrie a la sortida del microcircuit, mentre que es considera que a cada LED cau aproximadament 2,5 V; Iin és el corrent d'entrada de l'optoacoblador, és a dir, el corrent del LED.
Per a aquest circuit de commutació, el corrent a través de la resistència i el LED no ha de superar el corrent del xip. Si teniu previst connectar un gran nombre de LED a la sortida del microcircuit, es recomana triar una lògica amb un llindar elevat com a elements lògics.
El nivell de senyal únic d'aquesta lògica arriba als 13,5 V. Així, la sortida d'aquesta lògica es pot aplicar a l'entrada d'un interruptor de transistor i es poden connectar fins a sis LED en sèrie a un emissor (Fig.1 b) (el diagrama mostra un optoacoblador). En aquest cas, el valor de la resistència limitadora de corrent Rk es determina de la mateixa manera que per al circuit de la fig. 1 a. Amb una lògica de llindar baix, els LED es poden canviar en paral·lel. En aquest cas, el valor de la resistència de la resistència Rk es pot calcular mitjançant la fórmula:
Rk = (E — 2,5) / (K * Iin).
El transistor s'ha de seleccionar amb un corrent de col·lector admissible que superi el corrent total de tots els LED connectats en paral·lel, mentre que el corrent de sortida de l'element lògic ha d'obrir el transistor de manera fiable.
A la fig. La figura 1c mostra un circuit amb la inclusió de LED al col·lector del transistor. Els LED d'aquest circuit es poden connectar en sèrie i en paral·lel (no es mostra al diagrama). La resistència Rk en aquest cas serà igual a:
Rk = (E — K2.5) / (N * Iin),
on — N és el nombre de branques LED paral·leles.
Per a totes les resistències calculades, cal calcular la seva potència segons la coneguda fórmula P = I2 R. Per a usuaris més potents, cal utilitzar la commutació de tiristor o triac. En aquest cas, l'optoacoblador també es pot utilitzar per a l'aïllament galvànic del circuit lògic estructural i el circuit de potència de la càrrega executiva.
En circuits de commutació de motors asíncrons o càrregues de corrent sinusoïdal trifàsic, es recomana utilitzar triacs activats per tiristors òptics, i en circuits de commutació amb motors de corrent continu o altres càrregues de corrent continu, es recomana utilitzar tiristors... A la Fig. 2 i fig. 3.
Arròs. 2. Esquemes de comunicació d'un motor asíncron trifàsic
Arròs. 3. Circuit de commutació d'un motor de corrent continu
La figura 2a mostra el diagrama de commutació d'un motor asíncron trifàsic el corrent nominal del qual és inferior o igual al corrent nominal del tiristor òptic.
La figura 2b mostra l'esquema de commutació d'un motor d'inducció, el corrent nominal del qual no es pot canviar amb tiristors òptics, però és inferior o igual al corrent nominal del triac controlat. El corrent nominal del tiristor òptic es selecciona segons el corrent de control del triac controlat.
La figura 3a mostra el circuit de commutació d'un motor de corrent continu el corrent nominal del qual no supera el corrent màxim admissible de l'optotiristor.
La figura 3b mostra un esquema de commutació similar d'un motor de corrent continu el corrent nominal del qual no es pot canviar mitjançant tiristors òptics.