Исполнительные узлы схем. Схема, описание

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Исполнительные узлы схем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Разные электроустройства

Комментарии к статье

В домашних условиях исполнительными устройствами являются разнообразные потребители энергии: осветительные лампы, нагреватели, электромоторы, электромагниты, звуковые сигнализаторы и многие другие. Чаще всего они питаются от сети 220 В (50 Гц) и для их включения могут применяться хорошо известные схемотехнические варианты.

Рассмотрим те из них, которые обеспечивают гальваническую развязку от цепей управления. Такая развязка необходима не только в целях электробезопасности при эксплуатации устройства, но часто еще обеспечивает удобство согласования отдельных узлов схемы. Для управления любым устройством, которое питается непосредственно от сети, можно воспользоваться схемами на следующих элементах:

1) электромагнитных реле - это самый древний, простой и универсальный способ, к тому же довольно дешевый. Последнее обстоятельство способствует широкому применению реле не только в бытовой, но и в промышленной аппаратуре. Для управления реле требуется от источника постоянный ток от 10 мА (у герконовых), до 300 мА (у силовых электромагнитных).

У реле есть множество недостатков: относительно большое время срабатывания (5...100 мс); дребезг контактов при переключении; искрение контактов на больших коммутируемых токах, из-за чего они подгорают и выходят из строя (небольшой ресурс); создают шум при переключении и ряд других, менее важных. В современной радиоаппаратуре, по возможности, стараются обходиться без них и применяют только электронные коммутаторы;

2) импульсных трансформаторах - для передачи управляющих сигналов на силовые ключи. Самые простые из таких схем показаны на рис. 1.2 (элементы, отмеченные звездочкой иногда не используются). К сожалению, трансформаторы трудоемки в изготовлении и имеют большие габариты;

Исполнительные узлы схем
Рис. 1.2. Схемы с трансформаторной развязкой управляющих сигналов от силовой цепи: а - для тиристоров, б - для симисторов

3) элементарных оптопарах (транзисторные, тиристорные и симисторные) для управления силовыми тиристорами или симисторами, как это показано на рис. 1.3, а-д. В качестве нагрузки везде показана лампа EL1, хотя вместо нее может быть включена обмотка нагревателя, электромотора или трансформатора. Благодаря малому току управления (5...15 мА - ток может быть импульсным), высокой надежности и небольшой цене эти схемы очень широко применяются в радиоаппаратуре;

(нажмите для увеличения)

Исполнительные узлы схем
Рис. 1.3. Схемы на основе оптопар для управления сетевой нагрузкой

Для ускорения переключения силового ключа иногда применяют RC-цепочку, показанную на схемах пунктиром, но даже без нее быстродействие у таких электронных коммутаторов значительно выше, чем у реле (составляет около 0,5 мс). При срабатывании они не искрят, не создают акустического шума и стойко выдерживают кратковременные стократные перегрузки по току, которые часто возникают при коммутации реактивной нагрузки (электромоторов, трансформаторов).

Некоторые оптопары имеют внутри "нуль-орган" - специальную схему, которая обеспечивает срабатывание коммутатора только сразу после момента перехода сетевого напряжения через ноль (см. справочный раздел), что уменьшает коммутационные помехи.

4) силовых оптотиристорах и симметричных оптотриаках (называемых еще оптосимисторами). В них оптопара установлена внутри корпуса силового элемента. Эти компоненты обладают теми же достоинствами, что и обычные тиристоры и симисторы - их можно использовать для коммутации любой нагрузки, на переменном токе, рис. 1.4, но таким узлам для работы требуется от схемы управления большего тока (до 100...150 мА - ток может быть импульсным);

Рис. 1.4. Схемы коммутаторов нагрузки на основе оптотиристоров (а) и оптосимисторов (б) (нажмите для увеличения)

5) твердотельных реле - их изготавливают на основе мощных полевых транзисторов или симисторов. По своим возможностям приближаются к обычным реле (специально предназначены для их замены, с чем и связано распространение такого названия), только они гораздо надежнее и меньше по габаритам, обладают большим быстродействием, чем все виды других электронных коммутаторов, и требуют небольшого тока управления (1,25 мА). Большинство таких компонентов могут работать не только на переменном токе, но и на постоянном.

На рынке представлен большой ассортимент твердотельных реле отечественного и импортного производства с разной внутренней структурой, рассчитанных на разные токи. На рис. 1.5 показана упрощенная внутренняя структура и пример схемы включения нагрузки на переменном и постоянном токе только для некоторых из них.

Исполнительные узлы схем
Рис. 1.5. Схемы коммутаторов на основе твердотельного оптоэлектронного реле: а - для переменного тока; б - для постоянного тока

Что лучше использовать в схеме в качестве коммутатора - зависит от требуемого быстродействия системы. При медленных процессах во многих случаях подойдут электромеханические реле. Если нужна большая скорость, а габариты большой роли не играют - используют трансформаторы. Там, где необходимо не только быстродействие, но и повышенная надежность, применяют оптоэлектронные коммутаторы на соответствующий номинальный ток. Компоненты оптоэлектроники достаточно подробно описаны в справочном разделе книги, и, воспользовавшись этой информацией, вы легко найдете подходящий.

Автор: Шелестов И.П.

Смотрите другие статьи раздела Разные электроустройства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Биоразлагаемые дисплеи для экологичной электроники 04.02.2021

Ученые из Технологического института Карлсруэ (KIT, Германия) создали биоразлагаемые печатные дисплеи, которые после использования можно переработать. Новая разработка поможет сэкономить ресурсы и сократить количество электронных отходов.

Новый дисплей работает за счет так называемого электрохромного эффекта исходного органического материала. Когда подается напряжение через проводящие электроды, материал меняет свой цвет. Электрохромные дисплеи имеют низкое энергопотребление и простую архитектуру по сравнению с коммерчески доступными дисплеями, такими как LED, LCD и E-paper.

Еще одно преимущество состоит в том, что эти дисплеи можно создавать с помощью струйной печати недорогим и экономичным способом. В основном используются материалы природного происхождения или биосовместимые. Герметизация желатином делает дисплей клейким и гибким, поэтому его можно носить прямо на коже.

Дисплей обычно подходит для приложений с коротким жизненным циклом в различных секторах. Так, в медицинской диагностике, где гигиена играет важную роль, датчики и их индикаторы необходимо очищать или утилизировать после использования. Недавно разработанный дисплей не будет выбрасываться как электронный лом - его можно компостировать. Его также можно использовать для контроля качества пищевых упаковок, где повторное использование не допускается. Цифровая печать позволяет менять дисплеи и адаптировать их для новых устройств и задач без больших затрат на изменение процесса. Это снижает потребление ресурсов.

Другие интересные новости:

▪ Квантовый микроскоп видит мельчайшие изменения в атомах

▪ Полет над вулканом

▪ Мобильный маршрутизатор Netgear Nighthawk M1

▪ Математики разработали идеальный кофе эспрессо

▪ Геймерский смартфон Black Shark 2

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электронные справочники. Подборка статей

▪ статья Ветхий Адам (человек). Крылатое выражение

▪ статья Кто признавал Гитлера человеком года? Подробный ответ

▪ статья Государственное обеспечение по охране труда и финансирование мероприятий по охране труда