Coordinación de circuitos lógicos estructurales con circuitos de potencia.

El desarrollo de circuitos lógicos estructurales sobre elementos lógicos sin contacto implica casi siempre que la conmutación de los circuitos de potencia que serán controlados por el circuito lógico también debe realizarse sobre elementos sin contacto, que pueden ser tiristores, triacs, dispositivos optoelectrónicos. .

Una excepción a esta regla solo pueden ser los relés para monitorear voltaje, corriente, potencia y otros parámetros que aún no se han transferido a elementos sin contacto. La diferencia en los parámetros de las señales de salida de los circuitos lógicos estructurales y los parámetros del equipo de conmutación necesita resolver el problema de hacer coincidir estos parámetros.

La tarea de emparejamiento es convertir la señal de salida del circuito lógico en una señal con parámetros tales que excedan los parámetros análogos de los circuitos de entrada del equipo de conmutación sin contacto.

La solución a este problema depende de los parámetros de carga del circuito de potencia.Para cargas de baja potencia o circuitos de señales de conmutación, es posible que no se requiera ninguna coordinación especial. En este caso, la corriente de carga del elemento lógico de salida debe ser mayor o, en el caso extremo, igual a la corriente de entrada del optoacoplador, es decir Corriente de LED o la suma de corrientes de LED si la función de salida controla varios circuitos de alimentación.

Cuando se cumple esta condición, no se requiere ningún acuerdo. Basta con elegir un optotiristor con una corriente de LED menor que la corriente de carga del elemento lógico de salida, y la corriente del fototiristor es mayor que la corriente nominal del circuito eléctrico incluido.

En dichos circuitos, la señal de salida del elemento lógico se alimenta al LED de un optoacoplador, que a su vez controla la conmutación del circuito de alimentación de baja corriente de la carga o elemento de señal.

Si no se puede seleccionar un optoacoplador de este tipo, en tales casos es suficiente seleccionar el último elemento del circuito lógico, que implementa la función lógica con una relación de ramificación aumentada o con un colector abierto, con el que puede obtener los parámetros necesarios del señal lógica de salida y aplicarla directamente al LED del optoacoplador. En este caso, es necesario seleccionar una fuente adicional y calcular la resistencia limitadora del colector abierto (ver Fig. 1).

Arroz. 1. Esquemas para conectar optoacopladores a la salida de elementos lógicos: a — en un elemento lógico con colector abierto; b — inclusión de un optoacoplador en el emisor del transistor; c - circuito emisor común

Entonces, por ejemplo, la resistencia Rk (Fig. 1 a) se puede calcular a partir de las siguientes condiciones:

Rk = (E-2.5K) / Iin,

donde E es un voltaje de fuente, que puede ser igual al voltaje de fuente para chips lógicos, pero debe ser superior a 2,5 K; K es el número de LED conectados en serie a la salida del microcircuito, mientras que se considera que en cada LED cae aproximadamente 2,5 V; Iin es la corriente de entrada del optoacoplador, es decir, la corriente del LED.

Para este circuito de conmutación, la corriente a través de la resistencia y el LED no debe exceder la corriente del chip. Si planea conectar una gran cantidad de LED a la salida del microcircuito, se recomienda elegir lógica con un umbral alto como elementos lógicos.

El nivel de señal única para esta lógica alcanza los 13,5 V. Así, la salida de dicha lógica se puede aplicar a la entrada de un interruptor de transistor y se pueden conectar hasta seis LED en serie a un emisor (Fig. 1 b) (el diagrama muestra un optoacoplador). En este caso, el valor de la resistencia limitadora de corriente Rk se determina de la misma manera que para el circuito de la fig. 1 a. Con la lógica de umbral bajo, los LED se pueden encender en paralelo. En este caso, el valor de resistencia de la resistencia Rk se puede calcular mediante la fórmula:

Rk = (E — 2,5) / (K * Iin).

El transistor debe seleccionarse con una corriente de colector permitida que exceda la corriente total de todos los LED conectados en paralelo, mientras que la corriente de salida del elemento lógico debe abrir el transistor de manera confiable.

En la Fig. 1c muestra un circuito con la inclusión de LED al colector del transistor. Los LED de este circuito se pueden conectar en serie y en paralelo (no se muestra en el diagrama). La resistencia Rk en este caso será igual a:

Rk = (E — K2.5) / (N * Iin),

donde — N es el número de ramas LED paralelas.

Para todas las resistencias calculadas, es necesario calcular su potencia de acuerdo con la conocida fórmula P = I2 R. Para usuarios más poderosos, es necesario usar la conmutación de tiristores o triac. En este caso, el optoacoplador también se puede utilizar para el aislamiento galvánico del circuito lógico estructural y el circuito de potencia de la carga ejecutiva.

En circuitos de conmutación de motores asíncronos o cargas de corriente sinusoidal trifásica, se recomienda utilizar triacs disparados por tiristores ópticos, y en circuitos de conmutación con motores DC u otras cargas DC, se recomienda utilizar tiristores... Los ejemplos de circuitos de conmutación para circuitos de CA y CC se muestran en la Fig. 2 y la figura. 3.

Arroz. 2. Esquemas de comunicación de un motor asíncrono trifásico

Arroz. 3. Circuito de conmutación de un motor DC

La figura 2a muestra el diagrama de conmutación de un motor asíncrono trifásico cuya corriente nominal es menor o igual a la corriente nominal del tiristor óptico.

La Figura 2b muestra el esquema de conmutación de un motor de inducción, cuya corriente nominal no puede ser conmutada por tiristores ópticos, pero es menor o igual que la corriente nominal del triac controlado. La corriente nominal del tiristor óptico se selecciona de acuerdo con la corriente de control del triac controlado.

La figura 3a muestra el circuito de conmutación de un motor de CC cuya corriente nominal no supera la corriente máxima permitida del optotiristor.

La figura 3b muestra un esquema de conmutación similar de un motor de CC cuya corriente nominal no puede ser conmutada por tiristores ópticos.