Strukturālo loģisko ķēžu saskaņošana ar jaudas shēmām
Strukturālo loģisko ķēžu izstrāde uz bezkontakta loģiskajiem elementiem gandrīz vienmēr nozīmē, ka to jaudas ķēžu pārslēgšana, kuras vadīs loģiskā ķēde, jāveic arī bezkontakta elementiem, kas var būt tiristori, triaki, optoelektroniskās ierīces. .
Izņēmums no šī noteikuma var būt tikai releji sprieguma, strāvas, jaudas un citu parametru uzraudzībai, kas vēl nav nodoti bezkontakta elementiem. Strukturālo loģisko ķēžu izejas signālu parametru un komutācijas iekārtu parametru atšķirības rada nepieciešamību atrisināt šo parametru saskaņošanas problēmu.
Saskaņošanas uzdevums ir pārveidot loģiskās ķēdes izejas signālu signālā ar tādiem parametriem, kas pārsniegtu bezkontakta komutācijas iekārtu ieejas ķēžu analogos parametrus.
Šīs problēmas risinājums ir atkarīgs no strāvas ķēdes slodzes parametriem.Mazjaudas slodzēm vai komutācijas signālu ķēdēm vispār nav nepieciešama īpaša koordinācija. Šajā gadījumā izejas loģiskā elementa slodzes strāvai jābūt lielākai vai galējā gadījumā vienādai ar optrona ieejas strāvu, t.i. LED strāva vai LED strāvu summa, ja izejas funkcija kontrolē vairākas strāvas ķēdes.
Ja šis nosacījums ir izpildīts, vienošanās nav nepieciešama. Pietiek tikai izvēlēties optotiristoru ar LED strāvu, kas ir mazāka par izejas loģiskā elementa slodzes strāvu, un fototiristora strāva ir lielāka par iekļautās elektriskās ķēdes nominālo strāvu.
Šādās shēmās loģiskā elementa izejas signāls tiek padots uz optrona gaismas diodes, kas savukārt kontrolē slodzes vai signāla elementa vājstrāvas jaudas ķēdes pārslēgšanu.
Ja šādu optronu nevar izvēlēties, šādos gadījumos pietiek izvēlēties pēdējo loģiskās ķēdes elementu, kas realizē loģisko funkciju ar palielinātu atzarojumu attiecību vai ar atvērtu kolektoru, ar kuru var iegūt nepieciešamos loģiskās shēmas parametrus. izvadīt loģisko signālu un tieši pielietot to optrona gaismas diodei. Šajā gadījumā ir nepieciešams izvēlēties papildu avotu un aprēķināt atvērtā kolektora ierobežojošo rezistoru (sk. 1. att.).
Rīsi. 1. Shēmas optronu savienošanai ar loģisko elementu izeju: a — uz loģiskā elementa ar atvērtu kolektoru; b — optrona iekļaušana tranzistora emitētājā; c — kopējā emitētāja ķēde
Tā, piemēram, rezistoru Rk (1. att. a) var aprēķināt no šādiem nosacījumiem:
Rk = (E-2,5 K) / Iin,
kur E ir avota spriegums, kas var būt vienāds ar loģisko mikroshēmu avota spriegumu, bet tam ir jābūt lielākam par 2,5K; K ir virknē ar mikroshēmas izeju savienoto gaismas diožu skaits, kamēr tiek uzskatīts, ka uz katras gaismas diodes krīt aptuveni 2,5 V; Iin ir optrona ieejas strāva, tas ir, gaismas diodes strāva.
Šai komutācijas ķēdei strāva caur rezistoru un LED nedrīkst pārsniegt mikroshēmas strāvu. Ja plānojat pieslēgt lielu skaitu gaismas diožu mikroshēmas izejai, tad kā loģikas elementus ieteicams izvēlēties loģiku ar augstu slieksni.
Viena signāla līmenis šai loģikai sasniedz 13,5 V. Tādējādi šādas loģikas izvadi var pielietot tranzistora slēdža ieejai un līdz sešām gaismas diodēm var savienot virknē ar emitētāju (1. b att.) (shēma parāda vienu optronu). Šajā gadījumā strāvu ierobežojošā rezistora Rk vērtību nosaka tāpat kā ķēdei att. 1 a. Izmantojot zema sliekšņa loģiku, gaismas diodes var pārslēgt paralēli. Šajā gadījumā rezistora Rk pretestības vērtību var aprēķināt pēc formulas:
Rk = (E — 2,5) / (K * Iin).
Tranzistors jāizvēlas ar pieļaujamo kolektora strāvu, kas pārsniedz visu paralēli pieslēgto gaismas diožu kopējo strāvu, savukārt loģiskā elementa izejas strāvai droši jāatver tranzistors.
attēlā. 1c attēlā parādīta shēma ar gaismas diožu iekļaušanu tranzistora kolektorā. Šīs ķēdes gaismas diodes var savienot virknē un paralēli (nav parādīts diagrammā). Pretestība Rk šajā gadījumā būs vienāda ar:
Rk = (E — K2,5) / (N * Iin),
kur — N ir paralēlo LED zaru skaits.
Visiem aprēķinātajiem rezistoriem ir jāaprēķina to jauda pēc labi zināmās formulas P = I2 R. Jaudīgākiem lietotājiem ir nepieciešams izmantot tiristoru vai triac komutāciju. Šajā gadījumā optronu var izmantot arī strukturālās loģiskās ķēdes un izpildslodzes strāvas ķēdes galvaniskajai izolācijai.
Asinhrono motoru komutācijas ķēdēs vai trīsfāzu sinusoidālās strāvas slodzēs ieteicams izmantot triacus, kurus iedarbina optiskie tiristori, savukārt komutācijas ķēdēs ar līdzstrāvas motoriem vai citām līdzstrāvas slodzēm ieteicams izmantot tiristori... Maiņstrāvas un līdzstrāvas ķēžu komutācijas ķēžu piemēri ir parādīti attēlā. 2 un att. 3.
Rīsi. 2. Trīsfāzu asinhronā motora sakaru shēmas
Rīsi. 3. Līdzstrāvas motora komutācijas ķēde
2.a attēlā parādīta trīsfāzu asinhronā motora pārslēgšanas shēma, kura nominālā strāva ir mazāka vai vienāda ar optiskā tiristora nominālo strāvu.
2.b attēlā parādīta asinhronā motora pārslēgšanas shēma, kura nominālā strāva nevar tikt pārslēgta ar optiskajiem tiristoriem, bet ir mazāka vai vienāda ar vadāmā triac nominālo strāvu. Optiskā tiristora nominālā strāva tiek izvēlēta atbilstoši vadāmā triac vadības strāvai.
3.a attēlā parādīta līdzstrāvas motora komutācijas ķēde, kura nominālā strāva nepārsniedz optotiristora maksimālo pieļaujamo strāvu.
3.b attēlā parādīta līdzīga līdzstrāvas motora pārslēgšanas shēma, kura nominālo strāvu nevar pārslēgt ar optiskajiem tiristoriem.