Бесконтактные переключающие устройства реферат

Обновлено: 02.07.2024

Известны бесконтактные элементы, являющиеся аналогом электромеханического реле с нормально открытыми или нормально закрытыми контактами. Известна также схема занрета работы трансформаторов с шунтированием магнитного потока.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно содержит два трансформатора, па каждом из которых расположено п вторичных обмоток по числу выходных транзисторных ключей, с присоединенными к каждой из обмоток однополупериодными выпрямителями с фильтрами. Каждый из п выпрямителей первого трансформатора соединен последовательно с аналогичным по номеру выпрямителем второго трансформатора через делитель напряжения, к которому подключена база ключевого транзистора. Эмиттер этого транзистора подключен к другой цепи, соединяющей оба выпрямителя. Это позволяет получить большое число гальванически развязанных транзисторных ключей, аналогичных по принципу действия нормально открытым и нормально закрытым контактам электромеханических реле.

Делитель напряжения может подключаться между плюсовым проводом выпрямителя первого трансформатора и минусовым прово.пом выпрямителя второго трансформатора, что позволяет получить транзисторный аиалог кормальпо открытого контакта электромеханического реле. Если делитель напряжения по.аключить между минусовым проводом выпрямителя первого трансформатора и плюсовым проводом выпрямителя второго траисформатора, то можно получить транзисторный апалог нормально закрытого контакта электромеханического реле.

На чертеже изображена иринциниальная схема бесконтактного переключающего устройства. Устройство содержит два трансформатора

Tpi и Тр- с обмотками W„ц,-,, и W. питающимися перемеипым TOICOM высокой частоты; обмотками Wl и Wl, служащими для щуптировапия магнитного потока трансформаторов Tpi п Тр-2 с помощью транзисторов TI и Tl, и

К каждой из выходных обмоток подсоединены однонолупериодные выпрямители - диоды Д и конденсаторы С. Выпрямители одинаковых по номеру обмоток двух трансформаторов соединены последовательно через делитель R напряжения. К делителю R напряжения подсоединяется база выходного ключевого транзистора, а к другому концу, соединяющему между собой выпрямители, подсоединяется эмиттер этого транзистора.

При отсутствии сигнала управления Uy транзистор Г/ открыт, а транзистор Tj закрыт, в связи с чем па выпрямителях, связанных с трансформатором Г/ отсутствует э. д. с. В этом случае на базе транзистора 7„ положительный потенциал закрыт и между зажимами / и 2 сопротивление постоянному току велико. На базе транзистора Т отрицательный потенциал открыт и между зажимами 5 и 4 сопротивление постоянному току близко к нулю. При подаче сигнала управления закрывается транзистор Г/ и открывается транзистор Ti, в результате чего транзистор Г открывается, а транзистор Т,

Предлагаемое устройство может найти применение для управления объектами с различными источниками питания и, в частности, для автоматического переключения цепей резервироваиия.

1. Бесконтактное переключающее устройство с гальванически развязанными транзисторными ключами, содержащее трансформаторы, к одной обмотке которых подсоединены переходы коллектор - эмиттер транзисторов, шунтирующих их магнитный ноток, отличающееся тем, что, с целью получения большого числа

гальванически развязанных транзисторных ключей, аналогичных по принцииу действия нормально открытым и нормально закрытым контактам электромеханических реле, оно содержит два трансформатора, на каждом из которых расположено п вторичных обмоток по числу выходных транзисторных ключей, с присоединенными к каждой из обмоток однополунериодными выпрямителями с фильтрами, и каждый из я выпрямителей первого трапсформатора соединен последовательно с аналогичным по номеру выпрямителем второго трансформатора через делитель напряжения, к которому подключена база ключевого

транзистора, а эмиттер этого транзистора подключен к другой цепи, соединяющей оба выпрямителя.

2.Устройство но п. 1, отличающееся тем, что, с целью получения транзисторного аналога нормально открытого контакта электромеханического реле, делитель напряжения подключен между плюсовым проводом выпрямителя первого трансформатора и минусовым проводом выпрямителя второго трансформатора.

3.Устройство по н. 1, отличающееся тем, что, с целью получения аналога нормально закрытого контакта электромеханического реле, делитель напряжения подключен между

минусовым проводом выпрямителя первого трансформатора и нлюсовым проводом выпрямителя второго трапсформатора.

4.Устройство но п. 1-3, отличающееся тем, что входная цепь сигнала управления подключена через сопротивление к базе транзистора, шунтирующего магнитный поток первого трансформатора, и к эмиттеру транзистора, шунтирующего магнитный поток второго трансформатора, а эмиттер этого транзистора

Путевые переключающие устройства широко используют при автоматизации процессов, связанных с перемещениями механизмов или обрабатываемых материалов. Эти устройства работают по принципу включено – отключено. Характерной особенностью их является то, что перемещение механизма или обрабатываемого материала управляет цепью электрического исполнительного элемента путем ее замыкания или размыкания.

Путевые переключающие устройства бывают контактные механические, бесконтактные индуктивного и трансформаторного типов, магнитомодуляционные.

Контактные механические переключающие устройства. Эти устройства могут быть однопредельными или многопредельными, т. е. содержать одну или несколько пар рабочих контактов.

Путевое переключающее устройство, действующее только в конце пути, т. е. ограничивающее путь передвижения механизма путем размыкания или замыкания цепи электропривода, называется конечным выключателем.Конечные выключатели служат командоаппаратами при автоматическом управлении движущимися механизмами и аварийными ограничителями хода. Путевые переключающие устройства координируют работу нескольких механизмов, пуская их в ход, останавливая или изменяя их скорость в зависимости от проходимого пути. По способу привода контактные путевые переключающие устройства бывают рычажные, нажимные и вращающиеся.

В сложных схемах управления электроприводами применяют универсальные переключатели серии УП, обеспечивающие возможность нескольких переключений. Эти переключатели выполняют обычно в виде набора контактных устройств, в которых подвижные контакты укреплены на рычагах, управляемых кулачковыми шайбами. Изменение положения переключателя соответствует повороту на 45, 90, 135, 180°. Универсальные переключатели УП рассчитаны на управление током до 20 А при напряжении до 500 В. Они допускают комплектование в одном переключателе до 16 секций с соответствующим числом переключаемых цепей управления.

Контактные переключающие устройства имеют известные недостатки, определяемые износом контактов. В производственных условиях целесообразно применять в цепях с контактами напряжение порядка 100 – 250 В, при котором контакты работают надежнее.

Бесконтактные переключающие устройства. Эти устройства (на основе фотоэлементов или индуктивных элементов) надежнее контактных, особенно при большой частоте переключений. Бесконтактные переключающие устройства типа фотореле, работающего с двумя уровнями освещения, создают на основе простых схем усиления. В качестве бесконтактных переключающих устройств индуктивного типа широкое распространение получили параметрические и генераторные датчики положения. Принципиальная схема бесконтактного переключающего устройства на основе индуктивного генераторного датчика положения приведена на рис. 3.47, а. Это транзисторный генератор колебаний, амплитуда колебаний которого управляется при помощи металлической заслонки 2 между катушкой колебательного контура 1 и катушкой обратной связи 3.При отсутствии заслонки в зазоре между катушками схема генерирует колебания, вызывающие увеличение среднего значения тока через транзистор-генератор T1. Этот ток усиливается выходным транзистором. Когда заслонка проходит между катушками, коэффициент обратной связи уменьшается, амплитуда колебаний падает и колебания прекращаются, что в свою очередь вызывает закрытие выходного транзистора Т2.На таком принципе построены бесконтактные выключающие устройства типа КВД и БК.

Принципиальная схема бесконтактного выключателя КВД состоит из генератора и усилителя на транзисторах (рис. 3.47, б).При введении металлической пластинки в щель между базовой и коллекторной обмотками происходит уменьшение коэффициента обратной связи, вызывающее срыв генерации. Нормально закрытый выходной транзистор Т3 открывается, что вызывает срабатывание реле или логического элемента, включенного в цепь коллектора Т3.Выключатели типа КВД, БК предназначены для коммутации электрических цепей управления и сигнализации.

Путевые переключатели на МК. Большое применение МК получили в путевых переключателях со сложными логическими закономерностями. Путевой переключатель на МК схематически изображен на рис. 3.48, а.Контактная группа МК обычно включается в цепь управления многоконтактного реле или контактора. В простейших схемах управления и контроля, когда в зависимости от путевой команды необходимо отключить маломощный исполнительный двигатель или выдать световой сигнал, МК включается в цепь управления двигателя или в цепь сигнальной лампы.



а


Рис. 3.47. Схемы бесконтактных переключающих
устройств на основе индуктивного датчика:
а – схема с генераторным датчиком; 1 – колебательный контур,
2 – металлическая заслонка; 3 – обмотка обратной связи;
б – схема бесконтактного выключающего устройства типа КВД

Один из вариантов схемного исполнения путевого переключателя на МК представлен на рис. 3.48, б, в.Переключатель содержит четыре МК, соединенные последовательно-параллельно, что позволяет дублировать каждый контакт в случае его несрабатывания или залипания, и управляется поворотом якоря (постоянным магнитом) относительно собственной оси. Взаимное расположение МК и якоря выбирается так, что нейтраль якоря перпендикулярна оси МК и контактные пластины находятся в зоне максимального магнитного потока. При повороте якоря относительно собственной оси поток в зоне расположения МК уменьшается. Работоспособность такого путевого переключателя обеспечивается при повороте якоря на угол до 20° от нейтрали. Путевые переключатели на МК типа КЭМ-2 используют в цепях постоянного тока с напряжением 30 В и силой до 0,25 А.


а б в

Рис. 3.48. Путевые переключатели на магнитоуправляемых контактах:
а, б – взаимное расположение герконов и якоря;
в – схема подключения герконов

3.2.5. Релейно-контактные
схемы систем автоматики

Основными элементами релейно-контактных схем автоматики являются реле, контакторы и магнитные пускатели, различные командные аппараты (кнопки управления, командоконтроллеры, универсальные переключатели), технологические датчики, конечные и путевые переключающие устройства и другие элементы.

Контакторы – это электромагнитные аппараты, по принципу работы схожие с реле и предназначенные для коммутации сильноточных цепей (включение и отключение исполнительных электродвигателей, различных электрических установок и др.). Контакторы, как и мощные реле, выполняют в релейно-контактных схемах автоматики функции выходных устройств.

Магнитные пускатели – это специальные пусковые устройства, состоящие из одного или двух контакторов, тепловых реле и кнопок управления, применяемые в основном при управлении пуском, реверсом, остановом исполнительных трехфазных асинхронных электродвигателей.

На рис. 3.49 схематически изображен однополюсный контактор; он состоит из стального сердечника 1, на который надета катушка 2.

Рис. 3.49. Схема однополюсного контактора:
1 – сердечник; 2 – катушка; 3, 4 – контакты соответственно
неподвижный и подвижный; 5 – пружина; 6 – якорь;
7, 8 – блок-контакты; 9 – изолирующая основа

При включении тока в катушке якорь 6 притягивается к сердечнику и замыкает главные линейные притирающиеся контакты: 3 – неподвижный и 4 – подвижный. Пружина 5 обеспечивает надежность прикосновения контактов. Вспомогательные блок-контакты 7 и 8 служат для цепей обмоток других контакторов, реле и цепей сигнализации. Число вспомогательных контактов может быть различно, причем они могут быть размыкающими или замыкающими.

При выключении катушки якорь под действием собственного веса (при вертикальном расположении контактора) отпадает и выключает цепь тока; одновременно размыкаются контакты 7 и 8. Включение контакторов может осуществляться специальными замыкателями. Все детали контактора монтируются на изолирующей основе 9. Выбор контакторов производится исходя из напряжения в цепи главных контактов и блок-контактов, а также значения и длительности протекания тока нагрузки. Эти данные приводятся в каталогах и справочниках.

На рис. 3.50, а изображена схема управления электрическим двигателем переменного тока с короткозамкнутым ротором с помощью нереверсивного магнитного пускателя. Эта схема состоит из контактора с тремя главными линейными контактами Л1, одного блок-контакта БК, служащего для его самоблокировки после срабатывания при нажатии кнопки К1 (Пуск), и двух биметаллических тепловых реле РТ1 и РТ2 для защиты двигателя от перегрузки. Схема работает таким образом. Цепь управления присоединяется к цепи главного тока перед главными контактами пускателя (точки А и Б), в противном случае при отключенном контакторе цепь управления осталась бы без напряжения. При нажатии кнопки К1 (Пуск) образуется цепь: фаза А – контакт теплового реле КРТ1 – втягивающая катушка контактора Р – контакт теплового реле КРТ2 – нажатая кнопка К1 – замкнутая кнопка К2 (Стоп) – фаза Б.

Тепловые реле РТ1 и РТ2 включены в цепь главного тока, и через них проходит весь ток электродвигателя. Эти реле имеют размыкающие контакты КРТ1 и КРТ2, включенные последовательно с катушкой Р. При нормальной нагрузке двигателя контакты реле КРТ1 и КРТ2 замкнуты. При перегрузке двигателя одно или два реле (РТ1, РТ2) размыкают свои контакты КРТ1 и КРТ2, что вызывает обесточивание цепи катушки Р. Контакты Л1 и БК размыкаются, и электродвигатель останавливается. Дальнейший принцип работы теплового реле описан ранее. Так как тепловые реле обладают большой тепловой инерцией, то они не могут защитить электродвигатель при коротких замыканиях. Поэтому включение плавких предохранителей ПП необходимо даже при наличии тепловых реле.

При частом реверсировании двигателя применяется реверсивный магнитный пускатель (рис. 3.50, б). Реверсивная схема собирается по принципу схемы самоблокировки (рис. 3.50, б).

Рис. 3.50. Схемы магнитных пускателей
для управления электродвигателями:
а – нереверсивная; б – реверсивная

При включении первого магнитного пускателя электродвигатель Д вращается в одном направлении, а при выключении первого пускателя и включении второго – в обратном.

Одновременное включение обоих пускателей недопустимо, так как это может привести к короткому замыканию в цепи главного тока. Чтобы предотвратить включение второго пускателя, когда уже включен первый, в цепь катушки Р2 второго пускателя включают размыкающий контакт 2К1 первого пускателя, и наоборот. Поэтому при включении первого пускателя его контакт 2К1 размыкается и нажатие кнопки К2 не приводит к включению второго пускателя.

Контактные и бесконтактные переключающие устройства
В схемах промышленной автоматики получили широкое распространение путевые (позиционные) переключатели и выключатели многочисленных конструктивных исполнений, предназначенные для контроля позиции различных производственных механизмов и основанные на преобразовании перемещения этих механизмов в электрический сигнал.

Позиционные переключатели могут использоваться и для выполнения функций, отличных от контроля положения производственных механизмов, например для контроля угла поворота, уровня, давления веса и др. В этом случае путевой переключатель является лишь исполнительным (выходным) элементом, работающим совместно с чувствительными и преобразующими элементами измерительного устройства.


Путевые переключатели являются устройствами дискретного действия, работающими на принципе приращения, т. е. реагирующими лишь на изменение положения контролируемого механизма. Выходной сигнал путевых переключателей является неоднозначной функцией перемещения механизма от заданного начального положения.

Виды путевых переключателей


  • механические контактные, выполняемые с контактным коммутирующим и контактным чувствительным элементами;

  • статические контактные (магнитомеханические), чувствительный элемент которых выполняется бесконтактным, а коммутирующий — контактным;

  • статические бесконтактные, чувствительный и коммутирующий элементы которых выполнены бесконтактными.

В зависимости от конструктивного решения переключатели могут иметь совмещенное или разобщенное исполнение. В первом случае чувствительный и коммутирующий элементы размещаются в одном корпусе и выполняются конструктивно как одно целое. Во втором — чувствительный элемент может находиться на расстоянии нескольких десятков и сотен метров от коммутирующего.

Искажение магнитного поля путевого переключателя достигается изменением параметров магнитопровода чувствительного элемента. Изменяющимися параметрами могут быть активная поверхность и величина воздушного зазора, а также магнитная проницаемость магнитопровода.


В настоящее время область применения механических контактных позиционных переключателей в промышленной автоматике сужается и возникает вопрос о бесперспективности позиционных переключателей такого типа для целей построения систем автоматического управления.

Если требуемая скорость срабатывания путевого переключателя может быть снижена за счет дополнительных кинематических звеньев механизма, ухудшающих, кстати, качественные характеристики системы управления (в частности, точностные параметры), то допустимая частота срабатывания (разрешающая способность) не может быть увеличена никакими конструктивными усложнениями.

В таком случае, что же явилось причиной широкого распространения механического контактного принципа позиционной коммутации? Искать ответ на этот вопрос следует в двух аспектах: в существующих принципах построения систем автоматического управления и в схемных достоинствах контактных путевых переключателей.


Достоинства контактных путевых переключателей


  • большим коммутационным коэффициентом;

  • высокой удельной мощностью управления (отношение коммутируемой мощности к габаритным размерам);

  • универсальностью, т. е. способностью коммутировать цепи как постоянного, так и переменного тока;

  • большим диапазоном коммутируемых напряжений;

  • незначительным собственным потреблением энергии (малое значение переходного сопротивления контактов в замкнутом состоянии);

  • малой зависимостью точности и стабильности срабатывания от изменения управляемой мощности.

Механический контактный принцип работы этих аппаратов зачастую не позволяет удовлетворить возросшие требования к надежности, долговечности и точности работы систем автоматики. Кроме того, механические контактные переключатели весьма чувствительны к влияниям различных климатических факторов (особенно низкой температуры).

Механические контактные путевые переключатели характеризуются ограниченными допустимыми уровнями максимальной и минимальной скорости движения переключающего упора, находящимися в пределах 0,3 - 30 м/мин, причем увеличение скорости переключающего упора сверх допустимой приводит к резкому снижению механической износоустойчивости переключателя.

В таких переключателях допустимые отклонения направления действия силы переключения относительно оси рычага очень незначительны и превышение их приводит к механическим неисправностям, особенно в переключателях с прямоходовым толкателем.


С целью получения релейной выходной характеристики (характеристики управления) в конструкции таких переключателей предусмотрены спусковые рычажно-пружинные устройства. Необходимая степень релейности выходной характеристики достигается ценой значительного снижения долговечности переключателя из-за больших динамических напряжений, возникающих в спусковом устройстве в момент срабатывания.

В механических контактных переключателях мгновенного действия ширина петли гистерезиса (дифференциала хода) выходной характеристики достигает значительной величины, что для ряда технологических процессов является совершенно недопустимым из-за непроизводительного увеличения длительности цикла обработки.

Уменьшение дифференциала хода в этих переключателях сопряжено или с усложнением их конструкции или с увеличением их габаритов. Кроме того, для срабатывания механических контактных переключателей в ряде случаев требуются значительные механические усилия.

Достоинства и недостатки бесконтактных путевых переключателей


  • значительную долговечность при высокой надежности и большой допустимой частоте срабатывания;

  • отсутствие необходимости механических усилий при срабатывании, малую чувствительность к вибрации, ускорениям и т. д.;

  • незначительную чувствительность параметров к изменениям в сравнительно широких пределах внешних условий;

  • улучшение условий эксплуатационного обслуживания.

Одним из существенных недостатков бесконтактных путевых переключателей является сложность осуществления многих конструктивных модификаций, легко реализуемых в механических контактных путевых переключателях.
Устройство бесконтактных переключателей

Принцип действия статических бесконтактных путевых переключателей параметрического типа основан на использовании искажения магнитного или электрического поля, создаваемого чувствительным элементом при появлении в его зоне приводного элемента, в результате чего возникает неравновесное состояние в электрической цепи переключателя и происходит срабатывание выходного устройства.

Статические бесконтактные переключатели чаще всего выполняются с одной выходной цепью, причем у одних переключателей срабатывание сопровождается появлением сигнала на выходе (прямой коммутационный эффект), у других — исчезновением (инверсный коммутационный эффект), что эквивалентно замыкающим и размыкающим контактам механических контактных путевых переключателей соответственно.

При наличии в схеме бесконтактного переключателя усилительного элемента в релейном режиме выходной параметр чувствительного элемента может находиться в непрерывной функциональной зависимости от контролируемого перемещения.


В настоящее время применяются многочисленные конструктивные модификации бесконтактных путевых переключателей, отличающиеся уровнем чувствительности (величиной рабочего зазора), расположением щели или плоскости чувствительного элемента относительно плоскости крепления, направлением вывода токоподводящих проводов, количеством ступеней чувствительного элемента (для щелевого исполнения), глубиной щели, длиной присоединительных проводов, уровнем напряжения питания, характером защищенности от влияний окружающей среды и др.

Возможности использования бесконтактных путевых переключателей определяются параметрами их электрических и механических характеристик.

Автоматическое бесконтактное переключающее устройство (АБПУ) предназначено для последовательной коммутации до десяти электри­ческих цепей. Оно может оказаться хорошим помощником в световой организации демонстрационных и выставочных залов, клубов, диско­тек, а также может быть с успехом использовано радиолюбителями для коммутации различных цепей. Частоту переключения цепей в АБПУ можно изменять в широких пределах. Предусмотрена также возможность в процессе переключения зафиксировать любой канал на длительное время, продолжить коммутацию либо вернуться в на­чальное положение с любого положения и с этого положения про­должать коммутацию в прежней последовательности. Номер каждого включенного канала высвечивается светодиодным индикатором, что позволяет непосредственно наблюдать за частотой переключения каналов.

Отличительной особенностью устройства является отсутствие ка­ких бы то ни было механических контактных групп, склонных к обгоранию при коммутации цепей с повышенным током нагрузки, что обеспечивает повышенную надежность, а также отсутствие в процессе коммутации радиопомех. Питание АБПУ производится от встроенно­го стабилизированного выпрямителя с выходным напряжением 5 В±10 %. Потребляемый устройством ток от источника питания при токовой нагрузке на каждый канал до 3 А не превышает 100 мА. Поэтому его можно питать также и от набора сухих гальванических элементов, имеющихся в широкой продаже.

Рис. 1. Принципиальная схема АБПУ

Принципиальная схема АБПУ приведена на рис. 1. Устройство собрано на пяти микросхемах серии К155 и одной — К514. На элементах DD1.1 — DD1.3 выполнен генератор прямоугольных импульсов. С помощью пере­менного резистора R1 можно вручную изменять частоту генерации. Импульсы с выхода генератора поступают на вход делителя частоты, который состоит из двух последовательно включенных делителей на 2 (D-триггеры микросхемы DD2) и делителя на 10 (DD3). Таким образом, коэффициент деления равен 40. Импульсы с частотой повторения в 40 раз меньшей частоты задаю­щего генератора поступают далее на двоично-десятичный 4-разрядный счетчик DD4, работающий в коде 1 — 2 — 4 — 8, выходы которого подключены к дешифраторам DD5 и DD6. Дешифратор DD5 управляет контрольным семисегментным светодиодным индикатором HG1, а к выходам дешифратора DD6 подключены блоки десяти транзисторных ключей. В процессе счета импульсов транзисторные ключи поочередно открываются, упраа- . ляя включением тех или иных цепей.

При подаче уровня логического 0 на вход S элемента DD2.1 нажатием кнопки с фиксацией SB2 счет прекра­щается, и счетчик хранит ранее полученную информа­цию. Таким образом, на неограниченное время остается включенным тот транзисторный ключ, который был включен в момент нажатия кнопки. При повторном на­жатии кнопки SB2 на вход S элемента DD2.1 поступает уровень логической 1, счет импульсов возобновляется и происходит дальнейшее переключение транзисторных ключей. .

При нажатии на кнопку без фиксации SB1 делители DD2, DD3 и счетчик DD4 устанавливаются в нулевое состояние и после отпускания этой кнопки, если кнопка SB2 разомкнута, счет начинается с 1.

Блоки транзисторных ключей могут быть реализова­ны по самым различным схемам в зависимости от ха­рактера коммутируемой нагрузки — номинальных зна­чений напряжения и тока. На рис. 2 показаны некото­рые возможные варианты схемного выполнения тран­зисторных ключей.

Рис. 2. Схемы транзис­торного ключа: а — пер­вый вариант ключа; б — схема мощного ключа; в — схема ключа для коммутации головных те­лефонов

Транзисторный ключ, схема которого показана на рис. 2, а, рассчитан на ток нагрузки до 1 А, однако в том случае, если выходной транзистор будет снабжен тепло-отводом, ток нагрузки может быть увеличен до 3 А. Если вместо транзистора КТ315А использовать КТ315И, номинальное напряжение нагрузки и напряжение пита­ния ключа может быть увеличено до 60 В. Допустим, что вход этого ключа присоединен к выходу 3 дешифра­тора D6. Когда на входы дешифратора будет подан код, соответствующий десятичному числу 2, на выходе 3 дешифратора окажется низкий потенциал, соответству­ющий уровню логического 0. Транзистор VT1.1 окажется заперт, а транзистор VT2.1 открыт до насыщения, и на­грузка окажется под током. При смене кода на входе дешифратора на его выходе 3 появится высокий потен­циал, соответствующий уровню логической 1. Транзи­стор VT1.1 откроется, а транзистор VT2.1 закроется. Нагрузка будет выключена. Сопротивление резистора R2.1 подбирается таким, чтобы насытить выходной тран­зистор в открытом его состоянии. В качестве нагрузки на схеме показана лампа накаливания, но можно исполь­зовать и другие потребители.

На рис 2, б показана схема мощного ключа, выход­ной каскад которого собран на транзисторе П210А. Для использования выходного p-n-р транзистора здесь пона­добилось добавить к предыдущей схеме один инверти­рующий каскад. При указанных на схеме сопротивле­ниях резисторов ключ обеспечивает в нагрузке ток 0,6 А. При уменьшении сопротивления резистора R2.2 увеличивается ток базы транзистора VT2.2 при запер­том транзисторе VT1.2, уменьшается сопротивление кол­лектор — эмиттер VT2.2, что приводит к увеличению тока базы выходного транзистора и соответствующему увеличению тока нагрузки. При сопротивлении резисто­ра R2.2, равном 1 кОм, ток нагрузки достигает 1,8 А. Для дальнейшего увеличения тока нагрузки нужно уменьшать сопротивления всех трех резисторов с соот­ветствующим увеличением их мощности рассеяния.

Конструктивно АБПУ может быть выполнено либо в виде отдельного устройства, либо в виде составного модуля какого-либо аппарата, в зависимости от выбран­ного назначения. Расположение элементов схемы про­извольное. Конденсаторы С2 — С4 должны быть подклю­чены непосредственно к выводам питания микросхем DD2, DD3 и DD4 для обеспечения помехоустойчивости. Индикатор, кнопки управления и переменный резистор регулировки скорости коммутации целесообразно вы­вести на переднюю панель. Блоки транзисторных клю­чей при необходимости могут быть выполнены на от­дельных платах и располагаться непосредственно около нагрузок. При этом они соединяются с цифровой частью АБПУ жгутом проводов, длина которого во избежание сбоев не должна превышать 10 м. Если выходные тран­зисторы ключей необходимо установить на теплоотво-дах, необходимо либо изолировать корпус транзистора от теплоотвода слюдяной прокладкой (при этом тепло-отвод может быть электрически соединен с общей ши­ной), либо изолировать теплоотвод от общей шины (при этом транзистор может быть электрически соединен своим корпусом с теплоотводом). В последнем случае обеспечивается лучший отвод тепла.

Налаживание АБПУ начинают с проверки правиль­ности монтажа согласно принципиальной схеме, после чего подключают питание с соблюдением полярности. Блоки транзисторных ключей пока не подключают.

Рис. 3. Печатная плата АБПУ (I часть) Рис. 4. Печатная плата АБПУ (II часть)

После налаживания цифровой части АБПУ можно к выходам дешифратора подключить блоки транзистор­ных ключей с их нагрузками. При налаживании ключей в зависимости от напряжения и тока нагрузки может понадобиться подбор сопротивлений резисторов для по­лучения насыщенного состояния выходного транзистора в открытом состоянии.

Читайте также: