Coordination des circuits logiques structurels avec les circuits de puissance

Le développement de circuits logiques structurels sur des éléments logiques sans contact implique presque toujours que la commutation des circuits de puissance qui seront commandés par le circuit logique doit également être effectuée sur des éléments sans contact, qui peuvent être des thyristors, des triacs, des dispositifs optoélectroniques .

Une exception à cette règle ne peut être que les relais de surveillance de la tension, du courant, de la puissance et d'autres paramètres qui n'ont pas encore été transférés à des éléments sans contact. La différence entre les paramètres des signaux de sortie des circuits logiques structurels et les paramètres de l'équipement de commutation nécessite de résoudre le problème de l'adaptation de ces paramètres.

La tâche d'adaptation consiste à convertir le signal de sortie du circuit logique en un signal avec des paramètres qui dépasseraient les paramètres analogues des circuits d'entrée des équipements de commutation sans contact.

La solution à ce problème dépend des paramètres de charge du circuit de puissance.Pour les charges de faible puissance ou les circuits de signaux de commutation, aucune coordination spéciale ne peut être nécessaire. Dans ce cas, le courant de charge de l'élément logique de sortie doit être supérieur ou, dans le cas extrême, égal au courant d'entrée de l'optocoupleur, c'est-à-dire Courant de LED ou somme des courants de LED si la fonction de sortie contrôle plusieurs circuits de puissance.

Lorsque cette condition est remplie, aucun accord n'est requis. Il suffit de choisir un optothyristor avec un courant de LED inférieur au courant de charge de l'élément logique de sortie, et le courant du photothyristor est supérieur au courant nominal du circuit électrique inclus.

Dans de tels circuits, le signal de sortie de l'élément logique est envoyé à la LED d'un optocoupleur, qui à son tour commande la commutation du circuit d'alimentation à faible courant de la charge ou de l'élément de signalisation.

Si un tel optocoupleur ne peut pas être sélectionné, dans de tels cas, il suffit de sélectionner le dernier élément du circuit logique, qui implémente la fonction logique avec un rapport de branchement accru ou avec un collecteur ouvert, avec lequel vous pouvez obtenir les paramètres nécessaires du signal logique de sortie et l'appliquer directement à la LED de l'optocoupleur. Dans ce cas, il est nécessaire de sélectionner une source supplémentaire et de calculer la résistance de limitation du collecteur ouvert (voir Fig. 1).

Riz. 1. Schémas de connexion des optocoupleurs à la sortie des éléments logiques : a — sur un élément logique à collecteur ouvert ; b - inclusion d'un optocoupleur dans l'émetteur du transistor; c — circuit émetteur commun

Ainsi, par exemple, la résistance Rk (Fig. 1 a) peut être calculée à partir des conditions suivantes :

Rk = (E-2.5K) / Iin,

où E est une tension de source, qui peut être égale à la tension de source pour les puces logiques, mais doit être supérieure à 2,5K ; K est le nombre de LED connectées en série à la sortie du microcircuit, alors que l'on considère qu'environ 2,5 V tombent sur chaque LED ; Iin est le courant d'entrée de l'optocoupleur, c'est-à-dire le courant de la LED.

Pour ce circuit de commutation, le courant traversant la résistance et la LED ne doit pas dépasser le courant de la puce. Si vous envisagez de connecter un grand nombre de LED à la sortie du microcircuit, il est recommandé de choisir une logique à seuil élevé comme éléments logiques.

Le niveau de signal unique pour cette logique atteint 13,5 V. Ainsi, la sortie d'une telle logique peut être appliquée à l'entrée d'un commutateur à transistor et jusqu'à six LED peuvent être connectées en série à un émetteur (Fig.1 b) (le schéma montre un optocoupleur). Dans ce cas, la valeur de la résistance de limitation de courant Rk est déterminée de la même manière que pour le circuit de la fig. 1 un. Avec la logique à seuil bas, les LED peuvent être commutées en parallèle. Dans ce cas, la valeur de résistance de la résistance Rk peut être calculée par la formule :

Rk = (E — 2,5) / (K * Iin).

Le transistor doit être sélectionné avec un courant de collecteur admissible supérieur au courant total de toutes les LED connectées en parallèle, tandis que le courant de sortie de l'élément logique doit ouvrir le transistor de manière fiable.

En figue. 1c montre un circuit avec l'inclusion de LED au collecteur du transistor. Les LED de ce circuit peuvent être connectées en série et en parallèle (non représenté sur le schéma). La résistance Rk dans ce cas sera égale à :

Rk = (E — K2.5) / (N * Iin),

où — N est le nombre de branches de LED parallèles.

Pour toutes les résistances calculées, il est nécessaire de calculer leur puissance selon la formule bien connue P = I2 R. Pour les utilisateurs plus puissants, il est nécessaire d'utiliser une commutation à thyristor ou à triac. Dans ce cas, l'optocoupleur peut également être utilisé pour l'isolation galvanique du circuit logique structurel et du circuit de puissance de la charge exécutive.

Dans les circuits de commutation de moteurs asynchrones ou de charges à courant sinusoïdal triphasé, il est recommandé d'utiliser des triacs déclenchés par des thyristors optiques, et dans les circuits de commutation avec des moteurs à courant continu ou d'autres charges à courant continu, il est recommandé d'utiliser thyristors... Des exemples de circuits de commutation pour les circuits AC et DC sont illustrés à la Fig. 2 et fig. 3.

Riz. 2. Schémas de communication d'un moteur asynchrone triphasé

Riz. 3. Circuit de commutation d'un moteur à courant continu

La figure 2a représente le schéma de commutation d'un moteur asynchrone triphasé dont le courant nominal est inférieur ou égal au courant nominal du thyristor optique.

La figure 2b montre le schéma de commutation d'un moteur à induction, dont le courant nominal ne peut pas être commuté par des thyristors optiques, mais est inférieur ou égal au courant nominal du triac commandé. Le courant nominal du thyristor optique est choisi en fonction du courant de commande du triac commandé.

La figure 3a montre le circuit de commutation d'un moteur à courant continu dont le courant nominal ne dépasse pas le courant maximal admissible de l'optothyristor.

La figure 3b montre un schéma de commutation similaire d'un moteur à courant continu dont le courant nominal ne peut pas être commuté par des thyristors optiques.