www.diagram.com.ua
www.diagram.com.ua
Русский: Русская версия English: English version
Translate it!
Поиск по сайту

+ Поиск по журналам
+ Поиск по статьям сайта
+ Поиск по схемам СССР
+ Поиск по Библиотеке

Бесплатная техническая библиотека:
Все статьи А-Я
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Новости науки и техники
Журналы, книги, сборники
Архив статей и поиск
Схемы, сервис-мануалы
Электронные справочники
Инструкции по эксплуатации
Голосования
Ваши истории из жизни
На досуге
Случайные статьи
Отзывы о сайте

Справочник:
Большая энциклопедия для детей и взрослых
Биографии великих ученых
Важнейшие научные открытия
Детская научная лаборатория
Должностные инструкции
Домашняя мастерская
Жизнь замечательных физиков
Заводские технологии на дому
Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
Искусство аудио
Искусство видео
История техники, технологии, предметов вокруг нас
И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
Конспекты лекций, шпаргалки
Крылатые слова, фразеологизмы
Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
Любителям путешествовать - советы туристу
Моделирование
Нормативная документация по охране труда
Опыты по физике
Опыты по химии
Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
Охрана труда
Радиоэлектроника и электротехника
Строителю, домашнему мастеру
Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
Чудеса природы
Шпионские штучки
Электрик в доме
Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
Схемы и сервис-мануалы
Книги, журналы, сборники
Справочники
Параметры радиодеталей
Прошивки
Инструкции по эксплуатации
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(200000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
Ваши истории
Загадки для взрослых и детей
Знаете ли Вы, что...
Зрительные иллюзии
Веселые задачки
Каталог Вивасан
Палиндромы
Сборка кубика Рубика
Форумы
Карта сайта

ДИАГРАММА
© 2000-2021

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

Контакты

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua

сделано в Украине
сделано в Украине

Диаграмма. Бесплатная техническая библиотека

Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая библиотека, Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Твердотельные реле серии КР293

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники/ Справочные материалы

Комментарии к статье Комментарии к статье

Интегральные гибридные микросхемы серии КР293 представляют собой коммутаторы сигналов постоянного и переменного тока с оптоэлектронной развязкой между входом и выходом. По своим электрическим параметрам и функциональным возможностям эти микросхемы во многих областях техники могут заменить электромеханические реле. Данное обстоятельство определило широкое использование в литературе термина "твердотельное реле" для обозначения интегральных схем новой серии коммутационных приборов, принцип работы которых достаточно подробно был рассмотрен в журнале "Радио" N2 за 1995 год.

СОСТАВ СЕРИИ

В настоящее время в состав серии КР293 входят пять типов твердотельных реле КР293КП1 КР293КП5, каждый из которых образован приборами двух типономиналов, например, КР293КП1 и КР293КП11. В свою очередь каждый типономинал микросхемы содержит три группы (группа А,Б и В). Условные графические изображения интегральных схем серии твердотельных реле представлены на рис.1.

Одноканальные реле КР293КП1АВ, КР293КП11АВ, КР293КП3АВ и КР293КП31АВ выполнены в прямо- угольном пластмассовом шестивыводном корпусе 2101-6, а двухканальные микросхемы КР293КП2АВ, КР293КП21АВ, КР293КП4АВ, КР293КП41АВ, КР293КП5АВ и КР293КП51АВ - в восьмивыводном корпусе типа 2101-8.

Микросхемы КР293КП1 КР293КП5 предназначены для коммутации сигналов как постоянного, так и пере- менного тока, а КР293КП11 КР293КП51 - только постоянного. Твердотельные реле КР293КП1АВ, КР293КП11АВ, КР293КП2АВ и КР293КП21АВ имеют, так называемые, нормально разомкнутые контакты, т.е. соответствуют реле типа А, а КР293КП3АВ, КР293КП31АВ, КР293КП4АВ и КР293КП41АВ являются реле типа В с нормально замкнутыми контактами. Микросхемы КР293КП5АВ и КР293КП51АВ могут вы- полнять функции реле типа С, работая на переключение.

тип 1А тип 2А тип 1В тип 2В тип 1А-1В
КР293КП1АВ КР293КП2АВ КР293КП3АВ КР293КП4АВ КР293КП5АВ
КР293КП11АВ КР293КП21АВ КР293КП31АВ КР293КП41АВ КР293КП51АВ

Рис. 1

Классификация микросхем по группам в пределах каждого типономинала проводится по значениям предельно - допустимого напряжения коммутации Uком и физически связанной с ним величине выходного сопротивления твердотельного реле в открытом состоянии Rвых (Таблица 1).

Таблица 1
/ КР293КП1А
КР293КП5А
КР293КП1А, КР293КП3А КР293КП11А КР293КП51А
Uком, В 60 + 60 + 60
Rвых,Ом 5 1 2
- КР293КП1Б
КР293КП5Б
КР293КП1Б, КР293КП3Б КР293КП11Б КР293КП51Б
Uком, В 230 + 230 + 230
Rвых, Ом 25 5 10
- КР293КП1В
КР293КП5В
КР293КП1В, КР293КП3В КР293КП11В КР293КП51В
Uком, В 400 + 400 + 400
Rвых, Ом 50 10 20

Очевидно, что использовать типономиналы КР293КП2АВ, КР293КП4АВ и КР293КП5АВ вместо КР293КП21АВ, КР293КП41АВ и КР293КП51АВ для коммутации постоянного тока не целесообразно из-за высокого выходного сопротивления, а типономиналы КР293КП1АВ и КР293КП3АВ имеют определенное преимущество перед более дешевыми КР293КП11АВ и КР293КП31АВ, так как позволяют при необходи- мости в двое снизить выходное сопротивление прибора, работая в специальном режиме включения, когда 4 и 6 вывод микросхемы объединены и подключены к положительному, а вывод 5 - к отрицательному потенциалу схемы, соответственно.

Приведенные в таблице1 значения параметров соответствуют следующим режимам измерения (Таблица 2):

Таблица 2
Параметр режима Режим измерения Rвых Режим измерения Uком
тип А тип В тип А тип В
Прямое входное напряжение Uвх, В - 0.8 0.8 -
Прямой входной ток Iвх, мА 5 - - 5
Выходной ток Iвых, мА 100 100 0.001 0.001

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЛЕ

Твердотельные реле всех типономиналов серии КР293 унифицированы по входным характеристикам, кото- рые определяются параметрами используемого в приборе светоизлучающего диода инфракрасного диапазо- на. Зависимость величины прямого входного напряжения Vвх и выходного сопротивления Rвых от уровня входного тока в диапазоне температур приведены на рис. 2 и 3, соответственно.

Твердотельные реле серии КР293
Рис. 2

Твердотельные реле серии КР293
Рис. 3

Следует отметить, что уменьшение входного тока относительно номинального значения кроме непосредственного увеличения выходного сопротивления приводит также к широкому разбросу значений этого параметра, в то время как завышение входных токов практически не дает сколь-нибудь заметного улучшения статических характеристик прибора.

Используя реле для коммутации аналогового сигнала в линейных схемах следует учитывать, что выходная вольт-амперная характеристика прибора нелинейна вне диапазона выходных напряжений -0.7 ...0.7 В, как это показано на рис.4. из-за шунтирующего действия встроенного диода сток-исток МОП-транзисторов.

Твердотельные реле серии КР293
Рис. 4

Величина входного тока оказывает заметное влияние на динамические параметры твердотельного реле. Из приведенного рис.5 видно, что не следует работать на входном токе ниже номинального. В тоже время необходимо учитывать, что микросхемы серии КР293 сохраняют высокие показатели надежности, если средний входной ток не будет превышать 20 мА.

Твердотельные реле серии КР293
Рис.5

Простая схема, позволяющая получить требуемые входные ток и напряжение для надежного управления твердотельным реле представлена на рис.6.

Твердотельные реле серии КР293

Рис. 6

Резистор R1 устанавливает уровень входного тока, а резистор R2 применяется в том случае, если схема управления имеет ток утечки высокого уровня столь большой, что это не позволяет поддерживать напряжение на входе микросхемы менее 0.8 В. В случае, когда требуется уменьшить время включения прибора, рекомендуется дополнить схему RC- цепочкой импульсного управления светодиодом. В момент переключения через светодиод протекает импульсный ток, определяемый RС- цепочкой, состоящей из резистора R3 и конденсатора С. Величина импульсного тока не должна превышать предельно-допустимого значения для реле 150 мА, также следует помнить, что предельно допустимый уровень обратного напряжения на светодиоде не должен превышать 3В.

ТЕПЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЛЕ

Твердотельное реле является полупроводниковым прибором, который сохраняет свои функциональные возможности и высокий уровень надежности, если рабочая температура p-n перехода, Tп, не превышает 125°С. Тепло к микросхеме может подводиться как из окружающей среды, температура которой Tс, так и в результате тепловыделения в самом приборе в результате резистивного нагрева главным образом в выходных цепях прибора при протекании тока.

Степень перегрева p-n перехода определяется величиной, так называемого, теплового сопротивления кристалл - окружающая среда, Rк-с, которое для всех типономиналов микросхем серии КР293 составляет 60°С/W. Допустимая мощность Po(T), которую может рассеять прибор при данной температуре, определяется следующим соотношением:

Pо(Tс) = ( Tп - Tс ) / Rп-с (1)

Таким образом, используя зависимость выходного сопротивления прибора в открытом состоянии от температуры, можно определить допустимый средний рабочий ток нагрузки при заданной температуре окружающей среды. Так как,

P(Tс) = (Iвых)2 * Rвых(Tп) (2),

то из (1) и(2) получим:

Iвых = ( Tп - Tс ) / Rп-с Rвых(Tп) 1/2 (3)

Для примера определим значение допустимого тока нагрузки микросхемы КР293КП1Б при Tс = 85°С. Выходное сопротивление прибора при температуре 25°С составляет 25 Ом (см. таблицу 2), а отношение Rвых(125С)/Rвых(25С) по графику на рисунке равно 1.6, тогда Rвых(125С) = 25 * 1.6 = 40 Ом. Теперь, используя (3), найдем Iвых = ( 125 - 85 ) / (60 *40) 1/2= 0.12 (А) Заметим, что выражение (1) должно использоваться и для определения предельного выходного тока в выключенном состоянии, который при данных значениях температуры окружающей среды Tс и предельно-допустимом напряжении на выходе в состоянии выключено Uком не должен превышать значений, рассчитанных по следующей формуле:

Iвых P(Tс)/Uком = ( Tп - Tс ) / ( Rп-с * Uком) (4)

Так для микросхемы КР293КП1Б при Tс равной 85С найдем Iвых (125 - 85) / ( 60 * 250) = 280 (мкА). Хотя нахождение прибора в состоянии пробоя не является допустимым рабочим режимом, оценка неблаго- приятных условий должна быть выполнена заранее, что особенно важно при работе на индуктивную нагрузку.

ВЫХОДНАЯ ЕМКОСТЬ В ВЫКЛЮЧЕННОМ СОСТОЯНИИ

Эта емкость по сути есть емкость обратно смещенного диода сток-подложка МОП-транзистора в состоянии, когда через светодиод не протекает возбуждающий ток. Очевидно, что эта емкость обеспеспечивает неже- лательное прохождение переменного сигнала в нагрузку когда реле выключено. Упрощенная эквивалентная схема реле для переменного тока показана на рис.7

Твердотельные реле серии КР293



Рис. 7

Для снижения выходной емкости прибора используется свойство уменьшения баръерной емкости диода при увеличении обратного смещения на p-n-переходе. Смещение должно подаваться на один из выходных контактов реле, при этом напряжение смещения и максимальная амплитуда переменного сигнала в сумме не должны превышать предельно-допустимого напряжения на выходе прибора в выключенном состоянии. Такой способ подачи смещения показан на рис.8.

 

Твердотельные реле серии КР293

Рис. 8

При таком способе под обратным смещением будет находиться один из диодов МОП-транзисторов, другой диод в этом случае будет иметь нулевое смещение.

Существует другой способ подачи напряжения смещения. Он заключается в использовании отрицательного источника напряжения который, например, имеется в телефонных станциях. Минус источника через высокоомный резистор подсоединяется к 5-му выводу микросхемы, как показано на рис.9, при этом оба диода будут находится под обратным смещением. Суммарная выходная емкость в этом случае будет в два раза меньше, чем при первом способе подачи смещения.

Твердотельные реле серии КР293
Рис.9

Резистор в цепи смещения Rсм. предотвращает шунтирование нагрузки и источника сигнала в состоянии, когда реле включено и должен быть много больше чем сопротивление нагрузки. В закрытом состоянии резистор смещения должен быть много меньше емкостного сопротивления для предотвращения модуляции напряжения смещения емкостными токами. Например, для коммутационных цепей телефонных станций при Rнагр.=600 Ом , Fсигн.=1000 кГц и Свых.=20пФ величина Rсм должна лежать в интервале 0.5...5 МОм. На рис.10 изображен график зависимости выходной емкости реле от напряжения смещения.

Твердотельные реле серии КР293
Рис.10

НАПРЯЖЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ

Параметр реле "напряжение изоляции" характеризует способность реле выдерживать приложенное между входом и выходом испытательное напряжение 1500 В в течение одной минуты. Контролируемым параметром является ток утечки, который не должен превышать 10 мкА. В процессе производства осуществляется 100% контроль приборов на устойчивость реле при приложении напряжения изоляции 1800 В в течение 5 секунд. Величина напряжения изоляции 1500 В достаточна для большинства промышленных применений реле, где напряжение питающей сети не превышает 220 В. Для применений, связанных с повышенными требованиями к надежности и электробезопасности оборудования (медицинская техника, энергетика) выпускается группа с напряжением изоляции 4000 В. Надо особо отметить, что напряжение изоляции есть испытательное напряжение, прикладываемое к прибору на короткое время и производитель не гарантирует длительное нахождение прибора под этим напряжением.

Автор: Зешков Ю., г.Первоуральск, Свердловской обл. ; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Справочные материалы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

раздел сайта Прошивки

журналы Nuts And Volts (годовые архивы)

книга Что такое защитное заземление и защитные меры безопасности. Найфельд М.Р., 1966

книга Портативные любительские осциллографы. Кузнецов А.С., 1975

статья Где живут белки?

статья Сумматор, регулируемый ФНЧ и фазовращатель для сабвуферного канала на одном транзисторе и ОУ

справочник Зарубежные микросхемы и транзисторы. Серия 8

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:


E-mail (не обязательно):


Комментарий:

[lol][cry][!][?]




Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая документация для любителей и профессионалов