Struktuursete loogikaahelate koordineerimine toiteahelatega

Struktuursete loogikalülituste väljatöötamine mittekontaktilistel loogikaelementidel tähendab peaaegu alati, et loogikaahela poolt juhitavate toiteahelate lülitamine tuleb läbi viia ka mittekontaktilistel elementidel, milleks võivad olla türistorid, triacid, optoelektroonilised seadmed. .

Selle reegli erandiks võivad olla ainult releed pinge, voolu, võimsuse ja muude parameetrite jälgimiseks, mida pole veel kontaktivabadele elementidele üle kantud. Struktuursete loogikaahelate väljundsignaalide ja lülitusseadmete parameetrite erinevus tingib nende parameetrite sobitamise probleemi lahendamise.

Sobitamisülesandeks on loogikalülituse väljundsignaali teisendamine selliste parameetritega signaaliks, mis ületaksid kontaktivabade lülitusseadmete sisendahelate analoogseid parameetreid.

Selle probleemi lahendus sõltub toiteahela koormusparameetritest.Väikese võimsusega koormuste või lülitussignaali ahelate puhul ei pruugi erilist koordineerimist üldse vaja minna. Sel juhul peab väljundloogikaelemendi koormusvool olema suurem või äärmisel juhul võrdne optroni sisendvooluga, s.o. LED-vool või LED-voolude summa, kui väljundfunktsioon juhib mitut toiteahelat.

Kui see tingimus on täidetud, pole kokkulepet vaja. Piisab lihtsalt valida optotüristori, mille LED-vool on väiksem kui väljundloogikaelemendi koormusvool ja fototüristori vool on suurem kui kaasasoleva elektriahela nimivool.

Sellistes ahelates juhitakse loogikaelemendi väljundsignaal optroni LED-i, mis omakorda juhib koormus- või signaalielemendi nõrkvoolu toiteahela ümberlülitamist.

Kui sellist optronit ei ole võimalik valida, piisab sellistel juhtudel loogikalülituse viimase elemendi valimisest, mis realiseerib loogikafunktsiooni suurendatud hargnemissuhtega või avatud kollektoriga, mille abil saate hankida vajalikud parameetrid. väljastada loogikasignaali ja rakendada see otse optroni LED-ile. Sel juhul on vaja valida lisaallikas ja arvutada avatud kollektori piirav takisti (vt joonis 1).

Riis. 1. Skeemid optronide ühendamiseks loogikaelementide väljundiga: a — avatud kollektoriga loogikaelemendil; b — optroni lisamine transistori emitterisse; c — emitteri ühisahel

Nii saab näiteks takisti Rk (joonis 1 a) arvutada järgmistest tingimustest:

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

kus E on lähtepinge, mis võib olla võrdne loogikakiipide lähtepingega, kuid peab olema suurem kui 2,5K; K on mikrolülituse väljundiga järjestikku ühendatud LED-ide arv, kusjuures arvestatakse, et igale LED-ile langeb ligikaudu 2,5 V; Iin on optroni sisendvool, see tähendab LED-i vool.

Selle lülitusahela puhul ei tohiks takistit ja LED-i läbiv vool ületada kiibi voolu. Kui plaanite mikrolülituse väljundiga ühendada suure hulga LED-e, siis on soovitatav valida loogikaelementideks kõrge lävega loogika.

Selle loogika üksiksignaali tase ulatub 13,5 V-ni. Seega saab sellise loogika väljundit rakendada transistorlüliti sisendis ja kuni kuus LED-i saab ühendada emitteriga järjestikku (joonis 1 b) (skeem). näitab ühte optroni). Sel juhul määratakse voolu piirava takisti Rk väärtus samamoodi nagu joonisel fig. 1 a. Madala läve loogikaga saab LED-e paralleelselt lülitada. Sel juhul saab takisti takistuse väärtuse Rk arvutada järgmise valemiga:

Rk = (E — 2,5) / (K * Iin).

Transistor tuleb valida lubatud kollektorivooluga, mis ületab kõigi paralleelselt ühendatud LED-ide koguvoolu, samas kui loogikaelemendi väljundvool peab transistori usaldusväärselt avama.

Joonisel fig. 1c on kujutatud vooluringi LED-ide lisamisega transistori kollektorisse. Selles vooluringis olevaid LED-e saab ühendada järjestikku ja paralleelselt (diagrammil pole näidatud). Resistentsus Rk on sel juhul võrdne:

Rk = (E – K2,5) / (N * Iin),

kus — N on paralleelsete LED-harude arv.

Kõigi arvutatud takistite puhul on vaja arvutada nende võimsus tuntud valemi P = I2 R järgi. Võimsamatel kasutajatel on vaja kasutada türistori või triac lülitust. Sel juhul saab optroni kasutada ka struktuurse loogikaahela ja täitevkoormuse toiteahela galvaaniliseks isoleerimiseks.

Asünkroonsete mootorite või kolmefaasiliste siinusvoolukoormuste lülitusahelates on soovitatav kasutada optiliste türistorite poolt käivitatavaid triakke ning alalisvoolumootorite või muude alalisvoolukoormustega lülitusahelates. türistorid... Vahelduv- ja alalisvooluahelate lülitusahelate näited on näidatud joonisel fig. 2 ja fig. 3.

Riis. 2. Kolmefaasilise asünkroonmootori sideskeemid

Riis. 3. Alalisvoolumootori kommutatsiooniahel

Joonisel 2a on kujutatud kolmefaasilise asünkroonmootori lülitusskeem, mille nimivool on väiksem või võrdne optilise türistori nimivooluga.

Joonisel 2b on kujutatud asünkroonmootori lülitusskeem, mille nimivool ei ole optiliste türistoritega lülitatav, kuid on väiksem või võrdne juhitava triaki nimivooluga. Optilise türistori nimivool valitakse vastavalt juhitava triaki juhtvoolule.

Joonisel 3a on kujutatud alalisvoolumootori lülitusahel, mille nimivool ei ületa optotüristori maksimaalset lubatud voolu.

Joonisel 3b on näidatud alalisvoolumootori sarnane lülitusskeem, mille nimivoolu ei saa optiliste türistoritega ümber lülitada.