Koordinering af strukturelle logiske kredsløb med strømkredsløb

Udviklingen af ​​strukturelle logiske kredsløb på berøringsfri logiske elementer indebærer næsten altid, at omskiftningen af ​​strømkredsløbene, der vil blive styret af det logiske kredsløb, også skal udføres på berøringsfrie elementer, som kan være tyristorer, triacs, optoelektroniske enheder .

En undtagelse fra denne regel kan kun være relæer til overvågning af spænding, strøm, effekt og andre parametre, der endnu ikke er blevet overført til berøringsfrie elementer. Forskellen i parametrene for udgangssignalerne for de strukturelle logiske kredsløb og parametrene for omskiftningsudstyret nødvendiggør løsning af problemet med at matche disse parametre.

Tilpasningsopgaven er at konvertere udgangssignalet fra det logiske kredsløb til et signal med sådanne parametre, der ville overstige de analoge parametre for inputkredsløbene i kontaktløst koblingsudstyr.

Løsningen på dette problem afhænger af strømkredsløbets belastningsparametre.For laveffektbelastninger eller koblingssignalkredsløb er der muligvis ingen særlig koordinering påkrævet. I dette tilfælde skal belastningsstrømmen af ​​det logiske udgangselement være større eller i ekstreme tilfælde lig med optokoblerens indgangsstrøm, dvs. LED-strøm eller summen af ​​LED-strømme, hvis udgangsfunktionen styrer flere strømkredsløb.

Når denne betingelse er opfyldt, kræves ingen aftale. Det er nok bare at vælge en optothyristor med en LED-strøm, der er mindre end belastningsstrømmen for det logiske udgangselement, og fotothyristorstrømmen er større end den nominelle strøm af det inkluderede elektriske kredsløb.

I sådanne kredsløb føres udgangssignalet fra det logiske element til LED'en på en optokobler, som igen styrer omskiftningen af ​​belastnings- eller signalelementets lavstrømsstrømkreds.

Hvis en sådan optokobler ikke kan vælges, er det i sådanne tilfælde tilstrækkeligt at vælge det sidste element i det logiske kredsløb, som implementerer den logiske funktion med et øget forgreningsforhold eller med en åben kollektor, med hvilken du kan få de nødvendige parametre for output logisk signal og påfør det direkte til LED'en på optokobleren. I dette tilfælde er det nødvendigt at vælge en ekstra kilde og beregne begrænsningsmodstanden for den åbne kollektor (se fig. 1).

Ris. 1. Skemaer til tilslutning af optokoblere til udgangen af ​​logiske elementer: a — på et logisk element med en åben kollektor; b — inkorporering af en optokobler i transistorens emitter; c — fælles emitterkredsløb

Så for eksempel kan modstanden Rk (fig. 1 a) beregnes ud fra følgende betingelser:

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

hvor E er en kildespænding, som kan være lig med kildespændingen for logiske chips, men skal være større end 2,5K; K er antallet af lysdioder forbundet i serie til mikrokredsløbets udgang, mens det antages, at der falder ca. 2,5 V på hver lysdiode; Iin er indgangsstrømmen for optokobleren, det vil sige LED'ens strøm.

For dette koblingskredsløb bør strømmen gennem modstanden og LED'en ikke overstige chippens strøm. Hvis du planlægger at forbinde et stort antal lysdioder til udgangen af ​​mikrokredsløbet, anbefales det at vælge logik med en høj tærskel som logiske elementer.

Enkeltsignalniveauet for denne logik når 13,5 V. Udgangen af ​​en sådan logik kan således anvendes til indgangen på en transistorkontakt, og op til seks lysdioder kan forbindes i serie til en emitter (fig. 1 b) (diagrammet viser én optokobler). I dette tilfælde bestemmes værdien af ​​den strømbegrænsende modstand Rk på samme måde som for kredsløbet i fig. 1 a. Med lavtærskellogik kan LED'er skiftes parallelt. I dette tilfælde kan modstandsværdien af ​​modstanden Rk beregnes med formlen:

Rk = (E — 2,5) / (K * Iin).

Transistoren skal vælges med en tilladt kollektorstrøm, der overstiger den samlede strøm for alle parallelkoblede LED'er, mens udgangsstrømmen fra det logiske element skal åbne transistoren pålideligt.

I fig. 1c viser et kredsløb med inkludering af LED'er til transistorens kollektor. LED'erne i dette kredsløb kan forbindes i serie og parallelt (ikke vist i diagrammet). Modstanden Rk vil i dette tilfælde være lig med:

Rk = (E — K2.5) / (N * Iin),

hvor — N er antallet af parallelle LED-grene.

For alle beregnede modstande er det nødvendigt at beregne deres effekt i henhold til den velkendte formel P = I2 R. For mere kraftfulde brugere er det nødvendigt at bruge tyristor eller triac switching. I dette tilfælde kan optokobleren også bruges til galvanisk isolering af det strukturelle logiske kredsløb og effektkredsløbet for den eksekutive belastning.

I koblingskredsløb af asynkrone motorer eller trefasede sinusformede strømbelastninger anbefales det at bruge triacs, der udløses af optiske tyristorer, og i koblingskredsløb med jævnstrømsmotorer eller andre jævnstrømsbelastninger anbefales det at bruge tyristorer... Eksempler på koblingskredsløb for AC- og DC-kredsløb er vist i fig. 2 og fig. 3.

Ris. 2. Kommunikationsskemaer for en trefaset asynkronmotor

Ris. 3. Kommuteringskredsløb for en DC-motor

Figur 2a viser koblingsdiagrammet for en trefaset asynkronmotor, hvis mærkestrøm er mindre end eller lig med mærkestrømmen af ​​den optiske tyristor.

Figur 2b viser koblingsskemaet for en induktionsmotor, hvis mærkestrøm ikke kan skiftes af optiske tyristorer, men er mindre end eller lig med mærkestrømmen af ​​den kontrollerede triac. Den nominelle strøm for den optiske tyristor vælges i henhold til styrestrømmen for den kontrollerede triac.

Figur 3a viser koblingskredsløbet for en jævnstrømsmotor, hvis mærkestrøm ikke overstiger optothyristorens maksimalt tilladte strøm.

Figur 3b viser et lignende koblingsskema for en jævnstrømsmotor, hvis mærkestrøm ikke kan skiftes af optiske tyristorer.