Struktūrinių loginių grandinių derinimas su maitinimo grandinėmis

Nekontaktinių loginių elementų struktūrinių loginių grandinių kūrimas beveik visada reiškia, kad galios grandinių, kurios bus valdomos logine grandine, perjungimas taip pat turi būti atliekamas nekontaktiniuose elementuose, kurie gali būti tiristoriai, triakai, optoelektroniniai įrenginiai. .

Šios taisyklės išimtis gali būti tik įtampos, srovės, galios ir kitų parametrų stebėjimo relės, kurios dar nebuvo perkeltos į nekontaktinius elementus. Dėl struktūrinių loginių grandinių išėjimo signalų parametrų ir perjungimo įrangos parametrų skirtumo būtina išspręsti šių parametrų derinimo problemą.

Suderinimo užduotis – loginės grandinės išėjimo signalą konvertuoti į signalą, kurio parametrai viršytų analogiškus bekontakčių komutavimo įrenginių įvesties grandinių parametrus.

Šios problemos sprendimas priklauso nuo maitinimo grandinės apkrovos parametrų.Mažos galios apkrovoms arba perjungimo signalų grandinėms gali prireikti jokio specialaus koordinavimo. Šiuo atveju išėjimo loginio elemento apkrovos srovė turi būti didesnė arba, kraštutiniu atveju, lygi optrono įėjimo srovei, t.y. LED srovė arba LED srovių suma, jei išvesties funkcija valdo kelias maitinimo grandines.

Kai ši sąlyga įvykdoma, susitarimo nereikia. Pakanka tik pasirinkti optotiristorių, kurio LED srovė yra mažesnė už išėjimo loginio elemento apkrovos srovę, o fototiristoriaus srovė yra didesnė už įtrauktos elektros grandinės vardinę srovę.

Tokiose grandinėse loginio elemento išvesties signalas tiekiamas į optrono šviesos diodą, kuris savo ruožtu valdo apkrovos arba signalinio elemento silpnos srovės maitinimo grandinės perjungimą.

Jei tokio optrono pasirinkti nepavyksta, tokiais atvejais pakanka pasirinkti paskutinį loginės grandinės elementą, kuris realizuoja loginę funkciją su padidintu išsišakojimu arba su atviru kolektorius, su kuriuo galima gauti reikiamus jungties parametrus. išvesties loginis signalas ir tiesiogiai pritaikyti jį optrono šviesos diodui. Tokiu atveju reikia pasirinkti papildomą šaltinį ir apskaičiuoti atvirojo kolektoriaus ribinį rezistorių (žr. 1 pav.).

Ryžiai. 1. Optronų prijungimo prie loginių elementų išvesties schemos: a — ant loginio elemento su atviru kolektoriumi; b — optrono įtraukimas į tranzistoriaus emiterį; c — bendra emiterio grandinė

Taigi, pavyzdžiui, rezistorius Rk (1 pav. a) gali būti apskaičiuojamas pagal šias sąlygas:

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

kur E yra šaltinio įtampa, kuri gali būti lygi loginių lustų šaltinio įtampai, bet turi būti didesnė nei 2,5 K; K yra šviesos diodų, nuosekliai prijungtų prie mikroschemos išėjimo, skaičius, o laikoma, kad kiekvienam šviesos diodui tenka maždaug 2,5 V; Iin yra optrono įvesties srovė, tai yra šviesos diodo srovė.

Šioje perjungimo grandinėje srovė per rezistorių ir šviesos diodą neturėtų viršyti lusto srovės. Jei planuojate prijungti daug šviesos diodų prie mikroschemos išvesties, tada kaip loginius elementus rekomenduojama pasirinkti logiką su aukštu slenksčiu.

Vieno signalo lygis šiai logikai siekia 13,5 V. Taigi tokios logikos išvestį galima pritaikyti tranzistoriaus jungiklio įėjimui ir nuosekliai prijungti iki šešių šviesos diodų prie emiterio (1 b pav.) (schema). rodo vieną optroną). Šiuo atveju srovę ribojančio rezistoriaus Rk vertė nustatoma taip pat, kaip grandinės pav. 1 a. Naudojant žemo slenksčio logiką, šviesos diodai gali būti perjungiami lygiagrečiai. Tokiu atveju rezistoriaus Rk varžos vertę galima apskaičiuoti pagal formulę:

Rk = (E — 2,5) / (K * Iin).

Tranzistorius turi būti parinktas su leistina kolektoriaus srove, viršijančia visų lygiagrečiai prijungtų šviesos diodų bendrą srovę, o loginio elemento išėjimo srovė turi patikimai atidaryti tranzistorių.

Fig. 1c parodyta grandinė su šviesos diodais į tranzistoriaus kolektorių. Šios grandinės šviesos diodai gali būti jungiami nuosekliai ir lygiagrečiai (neparodyta diagramoje). Atsparumas Rk šiuo atveju bus lygus:

Rk = (E – K2,5) / (N * Iin),

čia — N lygiagrečių šviesos diodo šakų skaičius.

Visiems apskaičiuotiems rezistoriams reikia apskaičiuoti jų galią pagal gerai žinomą formulę P = I2 R. Galingesniems vartotojams būtina naudoti tiristorių arba triaką. Šiuo atveju optronas taip pat gali būti naudojamas konstrukcinės logikos grandinės ir vykdomosios apkrovos maitinimo grandinės galvaniniam izoliavimui.

Asinchroninių variklių arba trifazių sinusinių srovių apkrovų perjungimo grandinėse rekomenduojama naudoti triakus, kuriuos įjungia optiniai tiristoriai, o perjungimo grandinėse su nuolatinės srovės varikliais ar kitomis nuolatinės srovės apkrovomis. tiristoriai... AC ir nuolatinės srovės grandinių perjungimo grandinių pavyzdžiai parodyti pav. 2 ir pav. 3.

Ryžiai. 2. Trifazio asinchroninio variklio ryšio schemos

Ryžiai. 3. Nuolatinės srovės variklio komutavimo grandinė

2a paveiksle parodyta trifazio asinchroninio variklio, kurio vardinė srovė yra mažesnė arba lygi optinio tiristoriaus vardinei srovei, perjungimo schema.

2b paveiksle parodyta indukcinio variklio, kurio vardinė srovė negali būti perjungiama optiniais tiristoriais, perjungimo schema, bet yra mažesnė arba lygi valdomo triako vardinei srovei. Optinio tiristoriaus vardinė srovė parenkama pagal valdomo triako valdymo srovę.

3a paveiksle parodyta nuolatinės srovės variklio, kurio vardinė srovė neviršija didžiausios leistinos optotiristoriaus srovės, perjungimo grandinė.

3b paveiksle parodyta panaši nuolatinės srovės variklio, kurio vardinės srovės negalima perjungti optiniais tiristoriais, perjungimo schema.