構造論理回路と電源回路の連携

非接触論理素子上の構造論理回路の開発は、ほとんどの場合、論理回路によって制御される電源回路のスイッチングも、サイリスタ、トライアック、光電子デバイスなどの非接触素子上で実行する必要があることを意味します。 。

この規則の例外は、非接触要素にまだ転送されていない電圧、電流、電力、およびその他のパラメータを監視するためのリレーのみです。構造論理回路の出力信号のパラメータとスイッチング装置のパラメータが異なるため、これらのパラメータを一致させる問題を解決する必要がある。

マッチングのタスクは、論理回路の出力信号を、非接触スイッチング装置の入力回路の類似パラメータを超えるパラメータを持つ信号に変換することです。

この問題の解決策は、電源回路の負荷パラメータによって異なります。低電力負荷またはスイッチング信号回路の場合、特別な調整はまったく必要ない場合があります。この場合、出力論理要素の負荷電流は、フォトカプラの入力電流よりも大きいか、極端な場合には等しくなければなりません。出力機能が複数の電源回路を制御する場合は、LED 電流または LED 電流の合計。

この条件が満たされる場合、合意は必要ありません。 LED 電流が出力ロジック エレメントの負荷電流より小さいフォトサイリスタを選択するだけで十分であり、フォトサイリスタ電流は内蔵の電気回路の定格電流より大きくなります。

このような回路では、ロジック エレメントからの出力信号がフォトカプラの LED に供給され、フォトカプラが負荷または信号エレメントの低電流電源回路のスイッチングを制御します。

このようなフォトカプラを選択できない場合は、論理回路の最後の要素を選択するだけで十分です。これにより、分岐比を高めた論理機能を実装するか、オープンコレクタを使用して、必要なパラメータを取得できます。出力ロジック信号をフォトカプラの LED に直接適用します。この場合、追加のソースを選択し、オープンコレクタの制限抵抗を計算する必要があります (図 1 を参照)。

米。 1. フォトカプラを論理要素の出力に接続するためのスキーム: a — オープンコレクタを備えた論理要素上。 b — トランジスタのエミッタにフォトカプラが組み込まれている。 c — エミッタ接地回路

したがって、たとえば、抵抗 Rk (図 1a) は次の条件から計算できます。

Rk = (E-2.5K) / Iin、

ここで、E は電源電圧で、ロジック チップの電源電圧と同じにすることができますが、2.5K より大きくなければなりません。 K は超小型回路の出力に直列に接続された LED の数ですが、各 LED には約 2.5 V がかかると考えられます。 Iin はフォトカプラの入力電流、つまり LED の電流です。

このスイッチング回路では、抵抗と LED を流れる電流がチップの電流を超えてはなりません。多数の LED をマイクロ回路の出力に接続する予定がある場合は、論理要素としてしきい値の高いロジックを選択することをお勧めします。

このロジックの単一信号レベルは 13.5 V に達します。したがって、このようなロジックの出力はトランジスタ スイッチの入力に適用でき、最大 6 個の LED をエミッタに直列に接続できます (図 1 b) (図1 つのフォトカプラを示しています)。この場合、電流制限抵抗Rkの値は図1の回路と同様に決まります。 1a.低しきい値ロジックにより、LED を並列に切り替えることができます。この場合、抵抗器 Rk の抵抗値は次の式で計算できます。

Rk = (E — 2.5) / (K * Iin)。

トランジスタは、並列接続されたすべての LED の合計電流を超える許容コレクタ電流をもつものを選択する必要がありますが、ロジック エレメントの出力電流がトランジスタを確実に開く必要があります。

図では。図１ｃは、トランジスタのコレクタにＬＥＤを含む回路を示す。この回路の LED は直列および並列に接続できます (図には示されていません)。この場合の抵抗 Rk は次のようになります。

Rk = (E — K2.5) / (N * Iin)、

ここで、N は並列 LED ブランチの数です。

計算されたすべての抵抗について、よく知られた公式 P = I2 R に従って電力を計算する必要があります。より強力なユーザーの場合は、サイリスタまたはトライアック スイッチングを使用する必要があります。この場合、フォトカプラは、構造論理回路と実行負荷の電源回路のガルバニック絶縁にも使用できます。

非同期モーターまたは三相正弦波電流負荷のスイッチング回路では、光サイリスタによってトリガーされるトライアックを使用することをお勧めします。また、DC モーターまたはその他の DC 負荷を備えたスイッチング回路では、 サイリスタ... AC 回路と DC 回路のスイッチング回路の例を図に示します。 2と図。 3.

米。 2. 三相非同期モータの通信方式

米。 3. DCモーターの転流回路

図 2a は、定格電流が光サイリスタの定格電流以下である三相非同期モーターのスイッチング図を示しています。

図2bは、誘導モータのスイッチング方式を示しています。誘導モータの定格電流は光サイリスタではスイッチングできませんが、制御されたトライアックの定格電流以下です。光サイリスタの公称電流は、制御されるトライアックの制御電流に従って選択されます。

図 3a は、定格電流がオプトサイリスタの最大許容電流を超えない DC モータのスイッチング回路を示しています。

図 3b は、光サイリスタによって定格電流を切り替えることができない DC モータの同様のスイッチング方式を示しています。