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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Томограф расшифрует древние свитки 31.01.2015 С помощью фазоконтрастного рентгеновского томографа исследователям удалось заметить, что частички сажи в чернилах и обугленная бумага по-разному преломляют рентгеновские лучи. Ученые из Института микроэлектроники и микросистем в Неаполе (Италия) впервые смогли разобрать отдельные буквы на свитках, найденных в библиотеке древнего города Геркуланум, погибшего во время извержения вулкана Везувий. Прочесть слова пока не удается, но физики уверяют, что это лишь вопрос времени. Анализ показал, что в химическом отношении чернила и папирус почти неразличимы, но томограф позволяет различать отдельные буквы за счет толщины чернил - они выступают над поверхностью свитка примерно на одну десятую миллиметра. Рассмотреть буквы исследователям удалось даже без развертывания свитков - чернила на основе сажи не впитывались в папирус, а засыхали на его поверхности, что позволяет просвечивать свитки и читать их содержимое с помощью томографа. Усложняют чтение лишь волокна папируса - их можно легко спутать с прямыми штрихами, из которых складываются буквы. Ученые исследовали шесть свитков из геркуланумской библиотеки, которые принадлежали Наполеону Бонапарту. Вероятным автором текста был древнегреческий философ Филодем Гадарский, представитель эпикурейской школы, который провел часть жизни в Геркулануме.

Другие интересные новости:

▪ Мозг в пробирке

▪ Измерение темной энергии

▪ Драйверы светодиодов мощностью 12 Вт от компании TDK-Lambda

▪ Экономичная технология улавливания углерода водорослями

▪ Новые микросхемы для коррекции коэффициента мощности в выпрямителях

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Большая энциклопедия для детей и взрослых. Подборка статей

▪ статья Инновационный менеджмент. Шпаргалка

▪ статья С какого времени в нашу пищу попал кофеин? Подробный ответ

▪ статья Спаржа лекарственная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Таймер с автоматическим отключением от питания и управлением одной кнопкой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Наборный сварочник на любую мощность. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026