Исполнительные узлы схем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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;

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)

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.

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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Жизнь в городе здоровее, чем на селе 03.05.2004 Примерно к такому выводу привело исследование, выполненное Национальным центром разумного роста при Мэриландском университете (США). Собраны данные о здоровье более 200 тысяч жителей 83 крупных американских городов и 448 административных районов, состоящих из мелких городков, поселков и отдельных ферм. Оказалось, что, чем ближе к природе ландшафт местности, тем выше средний вес ее обитателей. Житель крупного города в среднем на три килограмма легче "селянина" (при всей условности этого термина для современной Америки), у него ниже артериальное давление, он реже болеет диабетом и больше ходит пешком. Как считает руководитель группы исследователей Рейд Юинг, все дело именно в этой последней особенности поведения. В городах все ближе - и магазины, и места развлечений, и даже работа часто находится в пределах пешеходной доступности. А житель сельской местности вынужден и на работу, и за покупками, и в кино ехать на автомобиле.

Другие интересные новости:

▪ Разработано точнейшее сито для ионов

▪ Самый быстрый робот

▪ Лазерная катапульта для полетов на Марс

▪ Новая экстримальная батарейка

▪ Ремонт труб под землей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Металлоискатели. Подборка статей

▪ статья Олимп. Крылатое выражение

▪ статья Как поэт Иоганн Вольфганг Гете повлиял на развитие живописи? Подробный ответ

▪ статья Синезеленые водоросли. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Кодовый замок на микроконтроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Оптосимисторный коммутатор мощной нагрузки, 220 вольт 40 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026