Управление тиристора оптопарой: Схема управления двумя тиристорами — Морской флот

Содержание

Управление симистором через оптопару

Тиристоры нашли широкое применение в полупроводниковых устройствах и преобразователях. Различные источники питания, частотные преобразователи, регуляторы, возбудительные устройства для синхронных двигателей и много других устройств строились на тиристорах, а в последнее время их вытесняют преобразователи на транзисторах. Основной задачей для тиристора является включение нагрузки в момент подачи управляющего сигнала. В этой статье мы рассмотрим, как управлять тиристорами и симисторами.

Определение

Тиристор (тринистор) – это полупроводниковый полууправляемый ключ. Полууправляемый – значит, что вы можете только включать тиристор, отключается он только при прерывании тока в цепи или если приложить к нему обратное напряжение.

Он, подобно диоду, проводит ток только в одном направлении. То есть для включения в цепь переменного тока для управления двумя полуволнами нужно два тиристора, для каждой по одному, хотя не всегда. Тиристор состоит из 4 областей полупроводника (p-n-p-n).

Другой подобный прибор называется симистор – двунаправленный тиристор. Его основным отличием является то, что ток он может проводить в обе стороны. Фактически он представляет собой два тиристора соединённых параллельно навстречу друг другу.

Основные характеристики

Как и любых других электронных компонентов у тиристоров есть ряд характеристик:

Падение напряжения при максимальном токе анода (VT или Uос).

Прямое напряжение в закрытом состоянии (VD(RM) или Uзс).

Обратное напряжение (VR(PM) или Uобр).

Прямой ток (IT или Iпр) – это максимальный ток в открытом состоянии.

Максимально допустимый прямой ток (ITSM) — это максимальный пиковый ток в открытом состоянии.

Обратный ток (IR) — ток при определенном обратном напряжении.

Постоянный ток в закрытом состоянии при определенном прямом напряжении (ID или Iзс).

Постоянное отпирающее напряжение управления (VGT или UУ).

Ток управления (IGT).

Максимальный ток управления электрода IGM.

Максимально допустимая рассеиваемая мощность на управляющем электроде (PG или Pу)

Принцип работы

Когда на тиристор подают напряжение он не проводит ток. Есть два способа включит его – подать напряжение между анодом и катодом достаточное для открытия, тогда его работа ничем не будет отличаться от динистора.

Другой способ – это подать кратковременный импульс на управляющий электрод. Ток открытия тиристора лежит в пределах 70-160 мА, хотя на практике эта величина, как и напряжение которое нужно приложить к тиристору зависит от конкретной модели и экземпляра полупроводникового прибора и даже от условий, в которых он работает, таких, например, как температура окружающей среды.

Кроме управляющего тока, есть такой параметр как ток удержания – это минимальный ток анода для удержания тиристора в открытом состоянии.

После открытия тиристора управляющий сигнал можно отключать, тиристор будет открыт до тех пор, пока через него протекает прямой ток и подано напряжение. То есть в цепи переменного тиристор будет открыт в течении той полуволны напряжение которой смещает тиристор в прямом направлении. Когда напряжение устремится к нулю, снизится и ток. Когда ток в цепи упадет ниже величины тока удержания тиристора – он закроется (выключится).

Полярность управляющего напряжения должна совпадать с полярностью напряжения между анодом и катодом, что вы наблюдаете на осциллограммах выше.

Управление симистором аналогично хоть и имеет некоторые особенности. Для управления симистором в цепи переменного тока нужно два импульса управляющего напряжения – на каждую полуволну синусоиды соответственно.

После подачи управляющего импульса в первой полуволне (условно положительной) синусоидального напряжения ток через симистор будет протекать до начала второй полуволны, после чего он закроется, как и обычный тиристор. После этого нужно подать еще один управляющий импульс для открытия симистора на отрицательной полуволне. Это наглядно проиллюстрировано на следующих осциллограммах.

Полярность управляющего напряжения должна соответствовать полярности приложенного напряжения между анодом и катодом. Из-за этого возникают проблемы при управлении симисторами с помощью цифровых логических схем или от выходов микроконтроллера. Но это легко решается путем установки симисторного драйвера, о чем мы поговорим позже.

Распространенные схемы управления тиристорами или симисторами

Самой распространенной схемой является симисторный или тиристорный регулятор.

Здесь тиристор открывается после того как на конденсаторе будет достаточная величина для его открытия. Момент открытия регулируется с помощью потенциометра или переменного резистора. Чем больше его сопротивление – тем медленнее заряжается конденсатор. Резистор R2 ограничивает ток через управляющий электрод.

Эта схема регулирует оба полупериода, то есть вы получаете полную регулировку мощности почти от 0% и почти до 100%. Это удалось достичь, установив регулятор в диодном мосте, таким образом регулируется одна из полуволн.

Упрощенная схема изображена ниже, здесь регулируется лишь половина периода, вторая полуволна проходит без изменения через диод VD1. Принцип работы аналогичен.

Симисторный регулятор без диодного моста позволяет управлять двумя полуволнами.

По принципу действия почти аналогична предыдущим, но построена на симисторе с её помощью регулируются уже обе полуволны. Отличия заключаются в том, что здесь импульс управления подаётся с помощью двунаправленного динистора DB3, после того как конденсатор зарядится до нужного напряжения, обычно это 28-36 Вольт. Скорость зарядки также регулируется переменным резистором или потенциометром. Такая схема реализована в большинстве бытовых диммеров.

Такие схемы регулировки напряжения называется СИФУ – система импульсного фазового управления.

На рисунке выше изображен вариант управления симистором с помощью микроконтроллера, на примере популярной платформы Arduino. Симисторный драйвер состоит из оптосимистора и светодиода. Так как в выходной цепи драйвера установлен оптосимистор на управляющий электрод всегда подаётся напряжение нужной полярности, но здесь есть некоторые нюансы.

Дело в том, что для регулировки напряжения с помощью симистора или тиристора нужно подавать управляющий сигнал в определенный момент времени, так чтобы срез фазы происходил до нужной величины. Если наугад стрелять управляющими импульсами – схема работать конечно будет, но регулировок добиться не выйдет, поэтому нужно определять момент перехода полуволны через ноль.

Так как для нас не имеет значения полярность полуволны в настоящий момент времени – достаточно просто отслеживать момент перехода через ноль. Такой узел в схеме называют детектор нуля или нуль-детектор, а в англоязычных источниках "zero crossing detector circuit" или ZCD. Вариант такой схемы с детектором перехода через ноль на транзисторной оптопаре выглядит следующим образом:

Оптодрайверов для управления симисторами есть множество, типовые – это линейка MOC304x, MOC305x, MOC306X, произведенные компанией Motorola и другими. Более того – эти драйверы обеспечивают гальваническую развязку, что убережет ваш микроконтроллер в случае пробоя полупроводникового ключа, что вполне возможно и вероятно. Также это повысит безопасность работы с цепями управления, полностью разделив цепь на «силовую» и «оперативную».

Заключение

Мы рассказали базовые сведения о тиристорах и симисторах, а также управлении ими в цепях с «переменкой». Стоит отметить, что мы не затрагивали тему запираемых тиристоров, если вас интересует этот вопрос – пишите комментарии и мы рассмотрим их подробнее. Также не были рассмотрены нюансы использования и управления тиристорами в силовых индуктивных цепях. Для управления «постоянкой» лучше использовать транзисторы, поскольку в этом случае вы решаете, когда ключ откроется, а когда он закроется, повинуясь управляющему сигналу…

Тиристоры нашли широкое применение в полупроводниковых устройствах и преобразователях. Различные источники питания, частотные преобразователи, регуляторы, возбудительные устройства для синхронных двигателей и много других устройств строились на тиристорах, а в последнее время их вытесняют преобразователи на транзисторах. Основной задачей для тиристора является включение нагрузки в момент подачи управляющего сигнала. В этой статье мы рассмотрим, как управлять тиристорами и симисторами.

Определение

Тиристор (тринистор) – это полупроводниковый полууправляемый ключ. Полууправляемый – значит, что вы можете только включать тиристор, отключается он только при прерывании тока в цепи или если приложить к нему обратное напряжение.

Он, подобно диоду, проводит ток только в одном направлении. То есть для включения в цепь переменного тока для управления двумя полуволнами нужно два тиристора, для каждой по одному, хотя не всегда. Тиристор состоит из 4 областей полупроводника (p-n-p-n).

Другой подобный прибор называется симистор – двунаправленный тиристор. Его основным отличием является то, что ток он может проводить в обе стороны. Фактически он представляет собой два тиристора соединённых параллельно навстречу друг другу.

Основные характеристики

Как и любых других электронных компонентов у тиристоров есть ряд характеристик:

Падение напряжения при максимальном токе анода (VT или Uос).

Прямое напряжение в закрытом состоянии (VD(RM) или Uзс).

Обратное напряжение (VR(PM) или Uобр).

Прямой ток (IT или Iпр) – это максимальный ток в открытом состоянии.

Максимально допустимый прямой ток (ITSM) — это максимальный пиковый ток в открытом состоянии.

Обратный ток (IR) — ток при определенном обратном напряжении.

Постоянный ток в закрытом состоянии при определенном прямом напряжении (ID или Iзс).

Постоянное отпирающее напряжение управления (VGT или UУ).

Ток управления (IGT).

Максимальный ток управления электрода IGM.

Максимально допустимая рассеиваемая мощность на управляющем электроде (PG или Pу)

Принцип работы

Когда на тиристор подают напряжение он не проводит ток. Есть два способа включит его – подать напряжение между анодом и катодом достаточное для открытия, тогда его работа ничем не будет отличаться от динистора.

Другой способ – это подать кратковременный импульс на управляющий электрод. Ток открытия тиристора лежит в пределах 70-160 мА, хотя на практике эта величина, как и напряжение которое нужно приложить к тиристору зависит от конкретной модели и экземпляра полупроводникового прибора и даже от условий, в которых он работает, таких, например, как температура окружающей среды.

Кроме управляющего тока, есть такой параметр как ток удержания – это минимальный ток анода для удержания тиристора в открытом состоянии.

После открытия тиристора управляющий сигнал можно отключать, тиристор будет открыт до тех пор, пока через него протекает прямой ток и подано напряжение. То есть в цепи переменного тиристор будет открыт в течении той полуволны напряжение которой смещает тиристор в прямом направлении. Когда напряжение устремится к нулю, снизится и ток. Когда ток в цепи упадет ниже величины тока удержания тиристора – он закроется (выключится).

Полярность управляющего напряжения должна совпадать с полярностью напряжения между анодом и катодом, что вы наблюдаете на осциллограммах выше.

Управление симистором аналогично хоть и имеет некоторые особенности. Для управления симистором в цепи переменного тока нужно два импульса управляющего напряжения – на каждую полуволну синусоиды соответственно.

После подачи управляющего импульса в первой полуволне (условно положительной) синусоидального напряжения ток через симистор будет протекать до начала второй полуволны, после чего он закроется, как и обычный тиристор. После этого нужно подать еще один управляющий импульс для открытия симистора на отрицательной полуволне. Это наглядно проиллюстрировано на следующих осциллограммах.

Полярность управляющего напряжения должна соответствовать полярности приложенного напряжения между анодом и катодом. Из-за этого возникают проблемы при управлении симисторами с помощью цифровых логических схем или от выходов микроконтроллера. Но это легко решается путем установки симисторного драйвера, о чем мы поговорим позже.

Распространенные схемы управления тиристорами или симисторами

Самой распространенной схемой является симисторный или тиристорный регулятор.

Здесь тиристор открывается после того как на конденсаторе будет достаточная величина для его открытия. Момент открытия регулируется с помощью потенциометра или переменного резистора. Чем больше его сопротивление – тем медленнее заряжается конденсатор. Резистор R2 ограничивает ток через управляющий электрод.

Эта схема регулирует оба полупериода, то есть вы получаете полную регулировку мощности почти от 0% и почти до 100%. Это удалось достичь, установив регулятор в диодном мосте, таким образом регулируется одна из полуволн.

Упрощенная схема изображена ниже, здесь регулируется лишь половина периода, вторая полуволна проходит без изменения через диод VD1. Принцип работы аналогичен.

Симисторный регулятор без диодного моста позволяет управлять двумя полуволнами.

По принципу действия почти аналогична предыдущим, но построена на симисторе с её помощью регулируются уже обе полуволны. Отличия заключаются в том, что здесь импульс управления подаётся с помощью двунаправленного динистора DB3, после того как конденсатор зарядится до нужного напряжения, обычно это 28-36 Вольт. Скорость зарядки также регулируется переменным резистором или потенциометром. Такая схема реализована в большинстве бытовых диммеров.

Такие схемы регулировки напряжения называется СИФУ – система импульсного фазового управления.

На рисунке выше изображен вариант управления симистором с помощью микроконтроллера, на примере популярной платформы Arduino. Симисторный драйвер состоит из оптосимистора и светодиода. Так как в выходной цепи драйвера установлен оптосимистор на управляющий электрод всегда подаётся напряжение нужной полярности, но здесь есть некоторые нюансы.

Дело в том, что для регулировки напряжения с помощью симистора или тиристора нужно подавать управляющий сигнал в определенный момент времени, так чтобы срез фазы происходил до нужной величины. Если наугад стрелять управляющими импульсами – схема работать конечно будет, но регулировок добиться не выйдет, поэтому нужно определять момент перехода полуволны через ноль.

Так как для нас не имеет значения полярность полуволны в настоящий момент времени – достаточно просто отслеживать момент перехода через ноль. Такой узел в схеме называют детектор нуля или нуль-детектор, а в англоязычных источниках "zero crossing detector circuit" или ZCD. Вариант такой схемы с детектором перехода через ноль на транзисторной оптопаре выглядит следующим образом:

Оптодрайверов для управления симисторами есть множество, типовые – это линейка MOC304x, MOC305x, MOC306X, произведенные компанией Motorola и другими. Более того – эти драйверы обеспечивают гальваническую развязку, что убережет ваш микроконтроллер в случае пробоя полупроводникового ключа, что вполне возможно и вероятно. Также это повысит безопасность работы с цепями управления, полностью разделив цепь на «силовую» и «оперативную».

Заключение

Мы рассказали базовые сведения о тиристорах и симисторах, а также управлении ими в цепях с «переменкой». Стоит отметить, что мы не затрагивали тему запираемых тиристоров, если вас интересует этот вопрос – пишите комментарии и мы рассмотрим их подробнее. Также не были рассмотрены нюансы использования и управления тиристорами в силовых индуктивных цепях. Для управления «постоянкой» лучше использовать транзисторы, поскольку в этом случае вы решаете, когда ключ откроется, а когда он закроется, повинуясь управляющему сигналу…

Оптосимисторы относится к виду оптронов с отличными электрическими параметрами. Они создают крайне надежную гальваническую развязку, выдерживающую напряжение порядка 7,5кВ, имеющуюся между подключенной управляемой нагрузкой и схемой управления.

Данные радиокомпоненты построены из арсенид-галлиевого ИК светодиода, имеющего связь с кремниевым двухканальным переключателем. В свою очередь этот переключатель может иметь в своем составе отпирающий элемент, который включается в момент перехода через ноль питающего переменного напряжения.

Оптосимисторы необычно полезны при осуществлении контроля за более мощными симисторами. Аналогичные оптосимисторы были спроектированы для реализации связи между нагрузкой, которая питается переменным напряжением 220 вольт и логикой с низким уровнем напряжения.

Оптосимистор, как правило, выпускаются в компактном DIP-корпусе, имеющий шесть контактов. Его внутренняя схема, параметры, а так же распиновка, показаны ниже.

Схема подключения активной нагрузки к оптосимистору

В этой схеме имеется два компонента, которые необходимо вычислить, но фактически подобные расчеты параметров выполняются не всегда. Но все, же приведем эти расчеты параметров для информации.

Расчет параметра резистора RD . Вычисление сопротивления данного резистора влияет от наименьшего прямого тока ИК светодиода, обеспечивающего открытие симистора. Таким образом,

Допустим, для схемы с транзисторным контролем (которое применяется довольно часто в схемах регуляторов температуры), имеющим питания 12В и напряжение на открытом транзисторе (Uкэ) 0,3 В; VDD = 11,7 B и следовательно диапазон If приблизительно равен 15мА для MOC3041.

Необходимо сделать If = 20 мА с учетом понижения эффективности свечения светодиода в течении срока службы (добавить 5 мА) получаем:

RD=(11,7В — 1,5В)/0,02А = 510 Ом.

Расчет параметра сопротивления R . Управляющий электрод оптосимистора может выдержать определенный максимальный ток. Увеличение данного параметра выводит из строя оптрон. Следовательно, нужно вычислить сопротивление, чтобы при наибольшем напряжении сети (к примеру, 220 В) ток не был больше максимально допустимого параметра.

Для примера возьмем максимально-допустимый ток в 1А, тогда сопротивление будет равно:

R=220 В * 1,44 / 1 А = 311 Ом.

Нужно иметь в виду, что слишком большое сопротивление данного резистора может оказать нарушение в стабильности включения оптосимистора.

Расчет параметра сопротивления Rg . Резистор Rg подключается, только если электрод симистора имеет повышенную чувствительность. Как правило, сопротивление Rg находится в диапазоне от 100 Ом до 5 кОм. Желательно применять 1 кОм.

В случае если в управляемой нагрузке есть индуктивная составляющая, то необходимо применять другую схему подключения с защитой силового симистора и оптосимистора.

Схема подключения индуктивной нагрузки к оптосимистору

Сигнал, поступающий от оптосимистора на управляющий электрод симистора, нужен только для его открывания. Но при большой частоте переключения коммутируемого напряжения, возникает большая вероятность спонтанного включения управляемого симистора, даже если отсутствует сигнал управления.

Факторами ложных срабатываний могут быть выбросы напряжения при включении ключа, подключенного к индуктивной нагрузке, импульсные помехи в линиях питания нагрузки. Действенный способ устранения данных неприятных моментов – применение в схеме снабберной (демпфирующей) RC – цепочки, которая подключается параллельно выходу ключевого блока.

Конденсатор в снабберной RC-цепи — металлопленочный с номиналом от 0,01 до 0,1 мкФ, сопротивление резистора составляет 20…500 Ом. Данные параметры элементов необходимо рассматривать исключительно в качестве приблизительных величин.

Симисторный регулятор мощности с оптопарой — Меандр — занимательная электроника

Известны симисторные регуляторы мощности, например [1-3], которые содержат дефицитные и относительно дорогие электронные компоненты, такие как однопереходные и по­левые транзисторы, динисторы, импульсные трансформаторы и т. д. и т.п.

Однако, симисторный регулятор мощности можно постро­ить на базе более распространенных простых и дешевых эле­ктронных компонентах. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому регу­лятору является регулятор мощности, приведенный в [3], ко­торый содержит фазосдвигающую цепочку, пороговые и ис­полнительные элементы, фазовращатель, ограничитель-ста­билизатор входного напряжения, узел защиты.

Ниже предлагается более простой вариант симисторного регулятора мощности, который выполнен на базе двух ди­одных мостов и тиристорной оптопары.

Описание регулятора

На рис.1 приведена структурная схема симисторного ре­гулятора мощности. Она состоит из фазосдвигающей цепоч­ки ФСЦ, двух диодных мостов ДМ1, ДМ2 (VD1 — VD4, VD5 — VD8), тиристорной оптопары ОУ1, цепи управления симисто­ром ЦУС, исполнительного элемента ИЭ, узла защиты сими­стора УЗС, нагрузки EL1 (лампы накаливания).

Рис. 1

Принципиальная схема регулятора мощности показана на рис.2.Она собрана по классической схеме, но вместо сим­метричного динистора (диака) или обычного динистора (вклю­ченного в диагональ диодного моста) в цепи управления си­мистором или транзисторов, работающих в лавинном режи­ме, используется тиристорная оптопара ОУ1. Вход и выход оп­топары подключены к выходам двух диодных мостов VD1 — VD4 и VD5 — VD8 соответственно. Вход первого моста ДМ1 через резистор R3 подключён к выходу фазосдвигающей це­почки. Вход второго моста ДМ2 включён в цепь управления симистором VS1 через резистор R4.

Рис. 2

Симисторный регулятор обеспечивает фазовое регули­рование величины мощности на нагрузке, что обеспечивает­ся фазосдвигающей цепочкой ФСЦ, состоящей из резисто­ров R1, R2 и конденсатора С1. То есть временное положе­ние запускающих импульсов устанавливается RC-фазовраща­телем. Потенциометром R1 регулируют яркость свечения лам­пы EL1. Установка дополнительной RC-цепочки (R3C3) обес­печивает больший фазовый сдвиг для лучшего управления при малых нагрузках.

RC- цепочка, состоящая из резистора R6 и конденсатора С2, представляет собой демпфер. LC-цепочка — радиочастот­ный фильтр для подавления радиопомех в питающей сети.

Принцип действия

Работает регулятор следующим образом. При каждом полупериоде сетевого переменного напряжения происходит заряд конденсатора С1 через резисторы R1, R2. Когда на­пряжение на конденсаторе С1 достигает порога зажигания светодиода оптрона ОУ1, происходит открывание тиристора оптопары в цепи управления силовым симистором VS1. В результате симистор открывается и через нагрузку EL1 про­текает ток в течение оставшейся части полупериода. Время заряда конденсатора С1 определяется постоянной времени цепочки R1, R2, С1. Меняя с помощью резистора R1 время заряда конденсатора С1 можно плавно регулировать мо­мент открытия симистора VS1 относительно начала полупериода переменного напряжения сети, а следовательно, и мощ­ность, отдаваемую нагрузке EL1.

На рис.З показано, как симистор VS1 управляет мощно­стью в нагрузке, отрезая начальную часть каждого полупериода. Длительность пропущенной части зависит от запазды­вания пускового импульса по фазе, которое определяется, как отмечалось выше, номиналами резисторов R1+ R2 и конденсатора C1. Наличие второй фазосдвигающей цепочки (R3C3) расширяет диапазон регулировки выходного на­пряжения устройства.

Рис. 3

Детали

В регуляторе исполь­зуются резисторы типа С2-23±5%. Переменный ре­зистор R1 100 кОм типа СП-5 мощностью 0,5 Вт же­лательно с характеристи­кой типа «В» или любой другой мощностью не менее 5 Вт. Конденсаторы С1, С2 — типа К73-11, К73-17 на напряжение не ниже 400 В.

Диодный мост КЦ407А можно заменить моста­ми типа КЦ402А-Г — КЦ405А-Г. Вместо оптрона ОУ1 типа ЗОУ103Г можно использовать оптроны типа АОУ103Б, АОУ103В, или использовать симисторную оптопару типа АОУ160А, Б, С, исключив в этом слу­чае диодный мост VD5 — VD8. Симистор VS1 типа КУ208Г может быть заменен КУ208В или ТС106-10-4, ТС112-10-4 и им подобными класса не ниже 4.

Настройка устройства

Для наладки регулятора мощности необходима соответствующая нагрузка, в качестве которой, например, может быть использована обычная лампа нака­ливания мощностью не менее 100 Вт и светоизлучающий диод с номинальным входным напряжением 2 В, например типа АЛ310А красного свечения. Порядок наладки следую­щий. Отключают вход 3-4 мостового выпрямителя VD5 — VD8 от цепи управления симистором VS1 и вместо его включа­ют переменный резистор, например, типа ППЗ 3 Вт 20 кОм или ППБ-2В 20-30 кОм.

Включают регулятор в сеть и, вращая рукоятку перемен­ного резистора, добиваются полного открытия симистора. По­сле чего отключают регулятор от сети, выпаивают перемен­ный резистор и измеряют величину его сопротивления. Из­меренная величина сопротивления являться максимальным номиналом R4.

Далее, следует отключить светодиод оптрона ОУ1 от вы­ходных зажимов моста VD1 — VD4 и к этим зажимам при­соединить светоизлучающий диод АЛ310А. Изменением номиналов резисторов R2,R3 и конденсатора С1, добива­ются плавного загорания светодиода АЛ310А при переме­щении движка реостата R1 из одного крайнего положения в другое.

После настройки выпаивают светодиод АЛ310А и к вы­ходным зажимам моста VD1 — VD4 присоединяют светоди­од оптрона ОУ1 и проверяют работу регулятора. При необходимости величины резисторов R2.R3 и конденсатора С1 корректируют.

Элементы устройства находятся под опасным сетевым на­пряжением 220 В — соблюдайте меры безопасности. Ручка переменного резистора R2 должна быть выполнена из хоро­шего изоляционного материала.

Литература

  1. Абрамов С.М. Симисторный регулятор большой мощнос­ти //Электрик,- 2002. — №7. — С. 12.
  2. Яковлев В.Ф. Мощный регулятор на симисторе //Элект­рик,- 2004. — №10. — С.26.
  3. Копомойцев К.В., Павлюк А.В. Симисторный регулятор мощности //Электрик.- 2007. — №5. — С.64 — 65.

Автор: Константин Коломойцев, Петр Халявка, г. Ивано-Франковск

Симистор и его применения - основы радиотехники

Тиристор идеально подходит для регулирования мощности переменного напряжения во всем, кроме одного: он является однополупериодным устройством, а это означает, что даже при полной проводимости используется только половина мощности. Можно включить параллельно два тиристора навстречу друг другу, как это показано на рис.1, чтобы обеспечить двух-полупериодный режим работы, однако для этого требуется подавать импульсы запуска на управляющие электроды от двух изолированных, но синхронных источников, как это видно из рисунка.

Рис.1 Двухполупериодный регулятор можно построить на двух тиристорах. Для изоляции источников импульсов от напряжения сети используются оптопары.

Самым полезным устройством для практического регулирования мощности переменного напряжения является двунаправленный тиристор или симистор. Как можно видеть на рис2. симистор можно рассматривать как два инверсно-параллельных тиристора с управлением от единственного источника сигнала. Симисторы являются настолько гибкими устройствами, что их можно переключать в проводящее состояние как положительным, так и отрицательным импульсом запуска независимо от мгновенной полярности источника переменного напряжения. Названия катод и анод теряют смысл для симистора; ближайший к управляющему электроду вывод назвали, не мудрствуя лукаво, основным выводом 1 (МТ1), а другой — основным выводом 2 (МТ2). Запускающий импульс всегда подается относительно вывода МТ1 так же, как в случае тиристора он подается относительно катода.

Рис2. Симистор: (а) структура, (b) условное обозначение.

Обычно для переключения симистора, рассчитанного на ток до 25 А, достаточен пусковой ток 20 мА, и одним из простейших примеров его применения является «твердотельное реле», в котором небольшой пусковой ток используется для управления большим током нагрузки (рис. 3). В качестве ключа SW1 могут быть геркон, чувствительное термореле или любая контактная пара, рассчитанная на 50 мА; ток в цепи нагрузки ограничивается только параметрами симистора. Полезно отметить, что резистор R1 в цепи запуска находится под напряжением сети только в моменты включения симистора; как только симистор включается, разность потенциалов на резисторе R1 падает до величины около одного вольта, так что достаточен полуваттный резистор.

Рис.3 Простое «твердотельное реле» на симисторе.

Весьма распространенными применениями симистора являются регулятор яркости для лампы или управление скоростью вращения мотора. На рис.4 показана такая схема. Временное положение запускающих импульсов устанавливается RC-фазовращателем; потенциометром R2 регулируют яркость лампы, тогда как резистор R1 просто ограничивает ток, когда потенциометр установлен в положение с минимальным сопротивлением. Сами импульсы запуска формируются динистором, то есть двунаправленным триггерным диодом. Динистор можно представить себе как маломощный тиристор без управляющего электрода с низким напряжением лавинного пробоя (около 30 В). Когда разность потенциалов на конденсаторе С1 достигает уровня пробоя в динисторе, мгновенный импульс разряда конденсатора включает симистор.

Рис.4 Простейшая схема регулировки яркости лампы на симисторе с фазовым управлением.

Легко сделать автоматический фотоэлектрический выключатель лампы, присоединив параллельно конденсатору С1 фотоэлемент ORP12 (светозависимый резистор). Сопротивление фотоэлемента в темноте велико, порядка 1 МОм, но при дневном свете оно падает до нескольких килоом так, что симистор не может поджечься и лампа выключена. Если в автоматическом выключателе ручная регулировка не требуется, то резистор R2 можно заменить на короткое замыкание.

На рис.5 показано, как симистор управляет мощностью в нагрузке, отрезая начальную часть каждого полупериода. Длительность пропущенной части зависит от запаздывания пускового импульса по фазе, которое определяется сопротивлением R1+R2 и емкостью С1. В простейшей схеме управления на рис.4 фазовый сдвиг не может быть больше 90°, так как используется только одна RС-цепочка. Поэтому такая схема является плохим регулятором при малой мощности, поскольку в нем могут происходить неожиданные скачки от выключенного состояния к полной мощности.

Более совершенная схема приведена на рис.6; включение дополнительной RC-цепочки (R3С3) дает больший фазовый сдвиг для лучшего управления при малой мощности. Дальнейшие усовершенствования состоят во введении следующих элементов: (а) демпфера с постоянной времени R4С4 для предотвращения ошибочных переключений от противо-э.д.с. индуктивной нагрузки и (b) радиочастотного фильтра L1C1 для подавления помех. Последний элемент всегда следует вводить в симисторную или тиристорную схему, работающую по принципу «отсекания части колебания», поскольку быстрые включения и выключения могут создавать серьезные радиопомехи в питающей сети.

Рис.5 Форма напряжения на нагрузке в симисторном регуляторе при постепенном увеличении фазового сдвига.

Имеется большое число различных симисторов и тиристоров которые нашли широкое применение в бытовой технике. Как и в случае выпрямительных диодов, для того, чтобы выбрать прибор с нужными номинальными напряжением и током, можно обратиться к каталогам и справочным данным.

Рис.6 Симисторный регулятор мощности с широким диапазоном регулировки и встроенным подавлением помех.

Большинство производителей выпускают подходящие динисторы, но имеются также приборы, называемые quadrac, в которых объединены симистор и динистор.

На рис.7 показаны корпуса и цоколевка распространенных симисторов. Если симистор должен использоваться на полную допустимую мощность, то его необходимо закрепить на теплоотводе.

Подавление радиочастотных помех, создаваемых симисторными или тиристорными регуляторами с фазовым управлением, становится более трудным и дорогим при больших значениях тока нагрузки. В электрических нагревателях и в других нагрузках с большой инерционностью можно уменьшить помехи, пропуская каждый раз целое число полупериодов. Это позволяет избежать скачкообразных изменений тока, которые и вызывают радиочастотные помехи. Такой способ называется прерывистым запуском или управлением с целым числом периодов. Этот способ, как правило, не подходит для управления яркостью лампы из-за мерцания. Для осуществления управления с целым числом периодов подходят такие микросхемы, как SL441, включающиеся при нулевом напряжении. Они определяют пересечение напряжением сети нулевого уровня и обеспечивают запуск симистора от датчика, сопротивление которого меняется, например, от термистора.

 

Рис.7 Корпуса распространенных симисторов: (а) корпус Т066, (b) болтовой крепеж, (с) пластмассовый корпус Т0220.

 

Управление приборами 220В

Самый простой вариант — Реле

Электромагнитное реле — самый простой вариант управления микроконтроллером нагрузкой 220В. По сути это обычный электромагнит. При подаче постоянного тока на катушку возникает магнитное поле, сердечник втягивается и замыкает выводы. Для управления самим реле применимы те же методы, описанные в статье «Как управлять мотором постоянного тока». Важно обращать внимание на ток удержания реле и максимальный ток и коммутируемое напряжение. Как правило, ток удержания довольно высокий, около 100 мА, а напряжение 5 или 12В. Поэтому управлять напрямую от микроконтроллера не получится. Нужен будет транзистор.


Примерная схема подключения реле с использованием MOSFET транзистора. Как видно на схеме, обязательно наличие диода. Дополнительно можно ограничить потребляемый ток самим реле, включив его последовательно через резистор. Обычно ток удержания сильно меньше стартового тока при включении реле. Также можно добавить конденсатор, чтобы он давал стартовый ток. Примерно так можно будет выглядеть полная схема:


Основным минусом схемы с реле является наличие механической части в реле. Именно эта часть ограничивает частоту переключений реле и позволяет использовать реле с частотой 0.5 Гц или меньше. Таким образом управлять реле нагрузкой можно только в режиме включил-выключил, без возможности регулирования мощности подаваемой на нагрузку.

Управляем нагрузкой 220В с регулировкой мощности

Хотелось бы иметь возможность регулировать мощность, подаваемую на управляемый прибор в диапазоне от 0 до 100%. Вот эту задачу и будем решать.

Как известно бытовая электросеть имеет переменное напряжение 220В с частотой 50 Гц. На осциллограмме это выглядит так:


Напряжение меняется по синусоиде, меняя полярность каждые 10 мс. Ограничить полную мощность синусоиды можно двумя методами:

В фазовом методе нагрузка отключается от сети на часть времени каждого полупериода, отключение производится обычно после перехода через 0. Напряжение подаваемое на нагрузку в этом случае выглядит так:


Во втором методе, полных периодов или полупериодов, нагрузка отключается на целое количество периодов:


Например это может выглядеть так, в случае с полупериодами. При таком управлении важно следить за тем, чтобы средний ток был равен нулю.

Рассмотрим подробнее как управлять нагрузкой методом полных периодов. Он обеспечивает меньшие помехи на сеть 220В, так как ток и напряжение в нагрузке нарастают синхронно и дают меньшие выбросы в сеть.

Симистор — мощный ключ для сети 220 В

Самый простой способ управления нагрузкой 220В — использовать реле. Оно позволяет с помощью постоянного напряжения управлять мощной нагрузкой. В этой статье не будет рассматривать этот метод, он достаточно простой. Достаточно подать напряжение на магнит реле и он замкнёт контакты. К сожалению, реле не позволяет управлять нагрузкой достаточно быстро. При большом количестве включений\выключений оно быстро выходит из строя. Также, в момент переключения возникают большие импульсные помехи. Использовать реле лучше при частоте управления не больше одного раза в 2-3 секунды.

Как мы уже знаем по статье «Как управлять мотором постоянного тока» в цепях постоянного тока транзистор является электронным ключом, устройством, которое позволяет малым напряжением или током управлять более мощной нагрузкой.

Для переменного тока тоже существуют такие электронные ключи — Симисторы.

Симистор проводит ток в обоих направлениях, поэтому используется в сетях переменного тока. Для управления нагрузкой основные электроды симистора включаются в цепь последовательно с нагрузкой. В закрытом состоянии проводимость симистора отсутствует, нагрузка выключена. При подаче на управляющий электрод отпирающего сигнала между основными электродами симистора возникает проводимость, нагрузка оказывается включённой.

Для удержания симистора в открытом состоянии нет необходимости постоянно подавать сигнал на управляющий электрод (в отличие от транзистора). Он остаётся открытым, пока протекающий через основные выводы ток превышает некоторую величину, называемую током удержания. Отсюда следует, что выключение нагрузки в цепи переменного тока происходит вблизи моментов времени, когда ток через основные электроды симистора меняет направление (обычно это совпадает по времени со сменой полярности напряжения в сети переменного тока). Эта точка на синусоиде называется переходом через ноль.

Симистором можно управлять напрямую от микроконтроллера, но для этого нужен довольно большой ток — 10-20 мА. Существуют также логические симисторы. У них ток управления составляет около 5 мА. В схемах лучше использовать обычные симисторы, они более защищены от самопроизвольного открытия. Что это такое и как можно управлять обычными симисторами? Читаем дальше.

Для начала посмотрим насколько мощной нагрузкой может управлять типичный симистор. Возьмём для примера симистор BT139-800. В datasheet обычно приводят графики выделяемой мощности на симисторе при управлении нагрузкой. Вот пример такого графика.


Зная выделяемую мощность, используем параметры рассеивания тепла корпусом, чтобы получить температуру нагрева симистора и оценить его работоспособность.


Из всех этих параметров следует, что без радиатора данный симистор может рассеять около 2Вт тепла. При управлении полными полупериодами нужно брать график тока для a=180 градусам. График в этой области практически линейный, поэтому можно сказать, что средний ток будет около 2А.

То есть без радиатора этот симистор сможет управлять нагрузкой в 2А * 220В = 440 Вт. В остальных случаях нужен будет радиатор.

Теперь разберёмся как микроконтроллер может управлять мощным симистором?

Оптосимистор — удобный метод управления мощным симистором микроконтроллером

Так как симистор проводит ток в обоих направлениях, то по отношению к его основным терминалам, управляющий ток может находится в четырёх квадратах.


Можно это также представить в виде таблицы:


В datasheet приводят, в каких квадрантах управляется конкретный симистор и какой для этого нужен ток. Например, выбранный симистор управляется во всех 4-х квадрантах. Но при этом различается управляющий ток и защитные свойства от ложных срабатываний.


Видно, что 4-ый квадрант самый невыгодный. Управляющий ток резко возрастает. Также и защитные свойства при таком управлении падают.


Отсюда следует вывод, что при управлении микроконтроллером лучше управлять в 1-3 квадранте.

Если управление прямое, то МК необходимо уметь менять полярность вывода, что сложно, или иметь общее с терминалом A1 плюсовое питание (управление будет во втором и третьем квадранте). Второй вариант не сложно реализовать при конденсаторном источнике питания. В этом appnote AN2986 подробно рассматривается этот случай.


Второй вариант — управлять через оптосимистор. Таких устройств довольно много и они стоят недорого. Например — MOC3041. Есть оптосимисторы со встроенной схемой контроля перехода через ноль, они могут выключаться только около нуля. Такой нам и нужен для схемы управления полными периодами. А есть без этой схемы. С их помощью можно управлять фазовым методом.

Схема управления с использование оптосимистора получается такая:


само устройство внутри выглядит так:


Управление в этом случае получается одной полярности с терминалом A2, то есть в первом и третьем квадранте.

Дополнительно оптосимистор изолирует схему работы микроконтроллера от сети, что уменьшает помехи, и повышает надёжность прибора. Если нет требований к компактности прибора, то рекомендуем использовать оптосимисторы для управления другими более мощными симисторами.

Цепь защиты симистора от помех в сети

В случае слишком быстрого изменения напряжения на основных выводах симистора или тока он может самопроизвольно открыться и начать проводить ток. Это очень неприятно. В основном это может произойти при управлении индуктивной нагрузкой (индуктивность сопротивляется изменению тока). Но также это может происходить и при работе прибора с индуктивностью рядом в сети (например, когда через одну розетку работает мотор и управляемый микроконтроллером паяльный фен). В этом случае независимо от микроконтроллера управляемая нагрузка не будет отключаться от сети и ток будет продолжать идти. Например, при управлении паяльным феном эта ситуация может привести даже к пожару.

Простой защитой от этого случая является снабберная цепь (резистор плюс конденсатор):


Но она не гарантирует работу во всех случаях. Параметры рассчитываются под конкретную индуктивность. Appnote AN-3004 подробно рассматривает расчет снаббера.

Второй вариант — использование симисторов работающих в 1-3 квадранте. Например, T405. Производитель указывает, что они могут использоваться для управления даже индуктивной нагрузкой без снаббера.

Фазовый метод

Для решения задачи фазового управления нагрузкой микроконтроллеру необходимо знать когда был совершён переход через ноль. Тогда можно будет рассчитать время задержки включения нагрузки.

Самый простой метод получения события перехода через ноль в сети переменного тока подробно описан в appnote AN521 от компании Microchip. Практически каждый микроконтроллер имеет высоковольтные защитные диоды на каждом цифровом входе. Это можно использовать, чтобы получить информацию о переходе через ноль. Достаточно на входе поставить высокоомный резистор, ограничивающий ток на выводе МК, до значений указанных в datasheet на МК. В этом случае вывод в обычном цифровом режиме будет принимать значение 0 в момент перехода через ноль. Временная задержка от реального состояния до реального будет минимальна и составляет около 50 мкс.


Минусом такой схемы является отсутствие гальванической развязки схемы управления от сети 220В. Если это необходимо, то можно использовать оптопару.

Ну а далее, уже можно управлять мощным симистором как было описано ранее, только если делать это через оптосимистр, то без схемы перехода через ноль.

В этой статье разобраны основные методы управления мощной нагрузкой сети переменного тока 220В с помощью симисторов. После прочтения теоретической части перейдём к практике. Паяльная станция — прибор, в котором микроконтроллер управляет мощным паяльным феном работающим от сети 220В.

Применение транзисторных оптопар в управлении силовыми цепями.

Применение транзисторных оптопар в управлении силовыми цепями.

Транзисторные оптопары находят преимущественное применение в аналоговых и ключевых коммутаторах сигналов, схемах согласования датчиков с измерительными блоками, гальванической развязки в линиях связи, оптоэлектронных реле, коммутирующих большие токи.

Мощное полупроводниковое реле.

Схема мощного полупроводникового реле с солидным током нагрузки и транзисторной оптопарой в качестве развязывающего элемента в цепи управления изображена на рис. 1.

 

Рис. 1. Схема мощного реле.

Включение реле происходит по команде логического устройства на микросхемах, в выходную цепь которого включен светодиод оптопары. Управляющая схема усиливает сигнал и подает его на управляющий электрод симметричного тиристора в момент прохождения синусоидального питающего напряжения через нуль. Последнее требование объясняется тем, что включение мощного тиристора на пике синусоиды или вблизи его вызывает сильные высокочастотные помехи, которые могут быть причиной сбоев и отказов располагающейся рядом аппаратуры. Так как командный сигнал может поступать в любой момент времени, то схема содержит узел, задерживающий включение тиристора до момента перехода питающего напряжения через нуль. Выпрямленный диодами VD3-VD6 переменный ток проходит через резистор R2 и стабилитрон VD1 с напряжением стабилизации 30В. Пульсирующее напряжение на коллекторе фототранзистора не превышает 30В. Транзистор VT1 поддерживается в открытом состоянии в течение почти всего полупериода напряжения питания, закрываясь лишь на короткий от резок времени, соответствующий мгновенным значениям питающего напряжения от 0 до 25В. Если сигнал управления приходит в максимуме напряжения питания, то в это время транзистор VT1 открыт и положительный, сигнал, поступивший с выхода транзисторной оптопары, включает составной транзистор VT2, VT3. Лишь при достижении мгновенного значения амплитуды питания до 25В, когда запирается VT1, составной транзистор включается. В коллекторной цепи VT3 появляется сигнал, достаточный для отпирания симметричного тиристора.

Схема замыкающего и размыкающего реле.

На рис. 2 и 3 показаны разновидности полупроводниковых реле с гальванической развязкой управляющих схем от выходной цепи.

Нормально разомкнутое реле служит для управления постоянным током. Логический сигнал включает транзисторную оптопару, что вызывает последовательное включение транзисторов VT2, VT2 и коммутацию рабочей нагрузки.

 

Рис. 2. Схема замыкающего реле.

На рис. 3 приведена схема аналогичного нормально замкнутого реле. В этой схеме при приходе управляющею сигнала производится выключение рабочей нагрузки.

 

Рис. 3. Схема размыкающего реле.

 

 

Использование оптотиристоров MOC30xx - 12 Февраля 2016

    Оптосимистор принадлежат к классу оптронов и обеспечивают очень хорошую гальваническую развязку (порядка 7500 В) между управляющей цепью и нагрузкой. Эти радиоэлементы состоят из Арсенид-гелиевого инфракрасного светодиода, соединенного посредством оптического канала м двунаправленным кремневым переключателем. Последний может дополнен отпирающей схемой, срабатывающей при переходе через нуль питающего напряжения и размещенной на том же кремниевом кристалле.

Эти радиоэлементы особенно незаменимы при управлении более мощными симисторами, например при реализации реле высокого напряжения или большей мощности. Подобные оптопары были задуманы для осуществления связи между логическими элементами с малым уровнем напряжения (например, вентиль TTL) и нагрузкой, питаемой сетевым напряжением (110 или 220 вольт).

Оптосимистор может размещаться в малогабаритном DIP-корпусе с шестью выводами.

Внутренняя структура оптосимисторов. Существует два типа оптосимистор с детектором нуля и без детектора. Оптосимистор с детектором нуля может быть использован в качестве реле для высокого напряжения. При использовании простого оптосимистора можно реализовать диммер для управления освещением.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Ниже приведена таблица, все выбранные оптроны отличаются минимальным гарантированием током управления и максимальным рабочим напряжением.

Ift Тип Тип Тип Тип Тип Тип
20 MOC3010 MOC3021 MOC3031 MOC3041 MOC3061 MOC3081
10 MOC3011 MOC3012 MOC3032 MOC3042 MOC3062 MOC3082
05 MOC3012 MOC3013 MOC3033 MOC3043 MOC3063 MOC3083
Напряжение питания 110/120 В 220/240 В 110/120 В 220/240 В 220/240 В 220/240 В
Обнаружение нуля НЕТ НЕТ ДА ДА ДА ДА
Vdrm 250 В 400 В 250 В 400 В 600 В 800 В

     В таблице приведена классификация оптосимисторов по величине прямого тока, через светодиод  IFT, открывающего прибор, и максимального прямого повторяющегося напряжения, выдерживаемого симистором на выходе ( VDRM). В таблице отмечено также и свойство симистора открываться при переходе через нуль напряжения питания. Для снижения помех предпочтительнее использовать симисторы, открывающиеся при переходе через нуль напряжения питания.

     Что касается элементов с обнаружением нуля напряжения питания, то их выходной каскад срабатывает при превышении напряжением питания некоторого порога, обычно это 5 В (максимум 20 В). Серии МОС301х и МОС302х чаще используются с резистивной нагрузкой или в случаях, когда напряжение питания нагрузки должно отключаться. Когда симистор находится в проводящем состоянии, максимальное падение напряжения на его выводах обычно равно 1,8В (максимум 3В) при токе до 100мА. Ток удержания (IH), поддерживающий проводимость выходного каскада оптосимистора, равен 100мкА, каким бы он ни был (отрицательным или положительным) за полупериод питающего напряжения.
     Ток утечки выходного каскада в закрытом состоянии (ID) варьируется в зависимости от модели оптосимистора. Для оптосимисторов с обнаружением нуля ток утечки может достигать 0,5мА, если светодиод находится под напряжением (протекает ток IF).
     У инфракрасного светодиода обратный ток утечки равен 0,05 мкА (максимум 100 мкА), и максимальное падение прямого напряжения 1,5В для всех моделей оптосимисторов. Максимально допустимое обратное напряжение светодиода 3 вольта для моделей МОС301х, МОС302х и МОС303х и 6 вольт для моделей МОС304х. МОСЗО6х и МОСЗО8х.

Предельно допустимые характеристики
Максимально допустимый ток через светодиод в непрерывном режиме — не более 60ма.
Максимальный импульсный ток в проводящем состоянии переключателя выходного каскада — не более 1 А.
     Полная рассеиваемая мощность оптосимистора не должна превышать 250 мВт (максимум 120 мВт для светодиода и 150 мВт для выходного каскада при Т — 25˚С).

Типовая схема подключения:

Даташит MOC301x и MOC304x

 

 

 

 

 

 

 

Сопротивление Rd
     Расчет сопротивления этого резистора зависит от минимального прямого тока инфракрасного светодиода, гарантирующего отпирание симистора. Следовательно, Rd = (+V — 1,5) / IF.
Например, для схемы транзисторного управления оптосимистором c напряжением питания +5 В и напряжением на открытом транзисторе (Uкэ нас), равном 0.3 В, +V будет 4,7 В, и IF должен находиться в диапазоне между 15 и 50 ма для МОС3041. Следует принять IF — 20 мА с учетом снижения эффективности светодиода в тече­ние срока службы (запас 5 мА), целиком обеспечивая работу оптопары с постепенным ослаблением силы тока. Таким образом, имеем:
Rв = (4,7 — 1,5) / 0,02 = 160 Ом.
Следует подобрать стандартное значение сопротивления, то есть 150 Ом для МОС3041 и сопротивление 100 Ом для МОС3020.

Для того чтобы переключение симистора происходило быстро, должно быть выполнено следующее условие: dV / dt = 311 / Ra х Ca.
Для МОС3020 максимальное значение dV / dt — 10 В/мкс.
Таким образом: Сa = 311 / (470 х 107) = 66 нФ.
Выбираем: Сa =  68 нФ.

 

Расчет сопротивления R.

Это сопротивление если работа идет на чисто активную нагрузку можно даже не ставить, но это только для лабораторных условий. Поэтому для надежной работы объясню как его рассчитать и его назначение.
Управляющий электрод оптосимистора может выдержать определенный максимальный ток. Превышение этого тока вызовет повреждение оптрона. Нам необходимо рассчитать сопротивление, чтобы при максимальном рабочем напряжении сети (например, 220 В) ток не превышал максимально допустимый.

Для выше указанных оптопар максимальной допустимый ток 1 А.

Минимальное сопротивление резистора R:

Rmin=220 В * 1,44 / 1 А = 311 Ом.

С другой стороны слишком большое сопротивление может привести к нарушению работы схемы (будет перебои с включением силового симистора).

Поэтому принимаем сопротивление из стандартного ряда R=330 или 390 Ом.

Расчет сопротивления Rg.

Резистор Rg необходим, только в случаи высокочуствительного управляющего электрода симистора. И обычно может составлять от 100 Ом до 5 кОм. Я рекомендую ставить 1 кОм.

 

Защита
Настоятельно рекомендуется защищать симистор и оптосимистор при работе на индуктивную нагрузку или при часто воздействующих на сеть помехах.
Для симистора искрогасящая RC-цепочка просто необходима. Для оптосимистора с обнаружением нуля, такой как МОС3041, — желательна. Сопротивление резистора R следует увеличить с 27 Ом до 330 Ом (за исключением случая, когда управляемый симистор малочувствительный).
Если используется модель без обнаружения нуля, то snubber-цепочка Ra — Сa обязательна.

Схема простого таймера включения нагрузки » Вот схема!


Схема таймера, в котором контакты выключателя сигнала будильника посредством оптотиристора включают нагрузку. Недостаток данной схемы в том, что нагрузка остается включенной только столько времени, сколько эти контакты остаются замкнутыми. На рисунке 1 показана схема аналогичного устройства, но в котором, благодаря питанию тиристора оптопары постоянным током обеспечивается триггерный эффект, при котором после включения тиристора он остается выключенным и после снятия сигнала управления.

При совпадении часовой и установочной стрелок будильника замыкаются контакты его механизма, которые не только включают звуковой сигнал, но и подают напряжение от элемента питания будильника на светодиод оптопары U1. Резистор R1 ограничивает ток через этот светодиод. Напряжение питания будильника составляет около 1,5V. Для свечения обычного светодиода этого может быть и недостаточно, но светодиод оптопары АОУ103В горит при падении на нем напряжения не больше 1,2V.

На диоде VD1 и конденсаторе С1 сделан сетевой выпрямитель. На С1 образуется постоянное напряжение около 300V. Резистор R4 ограничивает ток через VD1 при зарядке конденсатора С1 (в противном случае диод может быть поврежден).

При подаче тока на светодиод оптопары U1 её тиристор открывается. На затворную цепь полевого транзистора VD2 поступает постоянное напряжение, величина которого ограничивается стабилитроном VD2 до безопасного для транзистора уровня. VT1 открывается и через мост VD2 подает напряжение на осветительную лампу Н1. Лампа питается переменным, а не пульсирующим напряжением.

После того как стрелки будильника разойдутся и контакты механизма разомкнутся ток на светодиод оптопары U1 перестает поступать, но так как тиристор оптопары питается постоянным напряжением он остается открытым. Открытым остается и полевой транзистор VT1, а лампа продолжает гореть.

Для выключения лампы нужно отключить данную схему от электросети, или нужно предусмотреть кнопку, размыкающую цепь тиристора оптопары (например, между выв. 4 U1 и R2) или замыкающую тиристор (включенную, например, между выв. 1 и 4 U1).

Microsoft Word - MOC3071_2_3_31st_Aug.docx

% PDF-1.6 % 1 0 объект > эндобдж 463 0 объект > поток заявка / pdf

  • CTSOH
  • Microsoft Word - MOC3071_2_3_31st_Aug.docx
  • 2017-09-15T19: 29: 01 + 08: 00PScript5.dll Версия 5.2.22017-09-15T12: 48: 37-07: 002017-09-15T12: 48: 37-07: 00GPL Ghostscript 9.06uuid: f8393f6f-f7b0 -4c1b-a118-19abc06bfa37uuid: b7696227-8fc4-406a-88e9-9c553f25e8bf конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 464 0 объект > эндобдж 465 0 объект > эндобдж 44 0 объект > / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 51 0 объект > / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 68 0 объект > / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 435 0 объект > / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 440 0 объект > / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 445 0 объект > / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 450 0 объект > / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 466 0 объект > эндобдж 469 0 объект > поток h ޔ YrFs} /) Ս 7 Y \ JvƢ + T-) 1gn

    arduino - Управление универсальным двигателем 240 В переменного тока с помощью микроконтроллера, оптоизолятора и TRIAC

    У меня валяется старый мотор стиральной машины (универсальный), скорость которого я хочу регулировать. Я новичок почти во всех компонентах, упомянутых выше, но вот то, что я сейчас использую:

    • Микроконтроллер: Arduino Nano
    • Оптоизолятор: MOC3041
    • TRIAC: 2N6071AB (Заменить? Думаю о BTA24-600B)
    • Универсальный двигатель: UOZ 112 G 55

    Но после долгих поисков я наткнулся на эту схему: http://imgur.com/d9nEwLQ

    Итак, во-первых; Я пытался подключить TRIAC (2N6073AB) к 240 В переменного тока, примерно через 5 секунд он разлетелся на две части.Там написано, что оно рассчитано на 400 В переменного тока, так что я немного запутался. Правда, радиатора у меня не было, но все же ... Может быть, у кого-то есть что добавить к этому поведению? Вот как я подключил TRAIC для тестирования:

    смоделировать эту схему - Схема создана с помощью CircuitLab

    Секунда; для схемы, приведенной выше, я купил резисторы на 1/4 Вт, и я не могу понять, как они выдерживают 240 В переменного тока, мне это кажется очень странным. А может, не могут? Как это вообще возможно, как конденсатор, включенный последовательно с резистором на 39 Ом?

    Третий; Какую роль играет резистор на 330 Ом, зачем он нужен? И еще сказано: «Для высокоиндуктивных нагрузок измените это значение на 360 Ом», какое значение? Это резистор на 39 Ом? А зачем его менять из-за большого пускового тока двигателей?

    Четвертый; для 0.01 Конденсатор мкФаррада, откуда взялось это значение? И из того, что я мягко прочитал, демпфирующая схема предназначена для предотвращения сдвига фаз между напряжением и током, вызванного двигателем, верно? Подойдут ли эти конденсаторы: Синие керамические дисковые конденсаторы 1KV 1000V 103PF 0,01uF?

    Заключительный вопрос; Я читал несколько PDF-файлов о тиристорах (включая TRIAC), и там было сказано:

    "Выход большинства микрокомпьютерных входов / выходов (I / O) ports - это сигнал TTL, способный управлять несколькими воротами TTL.Этого недостаточно для управления драйвером TRIAC с переходом через ноль ".

    Полагаю, это не относится к Arduino Nano, поскольку он использует сигнал PWM? Или мне еще нужен NAND-гейт? И если кто-то захочет объяснить, почему драйвер TRIAC с переходом через ноль не принимает определенные сигналы, я был бы признателен.

    Прошу прощения за все вопросы и заранее благодарю вас. И меня очень удивляет, как мало я знаю об этом предмете. Я очень интересуюсь электроникой, и с образовательной точки зрения, должен ли я иметь гораздо больше знаний, чем кажется, что я имею в настоящее время.Но я очень хочу учиться, поэтому буду признателен за хорошо написанные ответы. Моя благодарность.

    С уважением MrMongoloid

    Микроконтроллер

    - Когда я должен запускать затвор TRIAC при управлении индуктивной нагрузкой (двигатель переменного тока)?

    Вам необходимо знать, когда линия переменного тока пересекает ноль. В отличие от того, что говорят другие, вы ищете напряжения перехода через ноль при включении симистора. Это должно быть очевидно, если учесть, что симистор еще не включен и, следовательно, ток равен нулю.

    Кажется, вы пытаетесь измерить переходы через нуль напряжения с помощью нижней цепи, но вам, возможно, придется поэкспериментировать, чтобы заставить ее работать хорошо. Вы рассчитываете, что напряжение будет достаточно низким, чтобы светодиоды не загорались при каждом переходе через ноль, а затем при каждом переходе через ноль отключаются транзисторы. Поэтому вы надеетесь получить небольшой положительный сбой при каждом пересечении нуля. Заставить светодиоды погаснуть достаточно долго, чтобы транзистор отключился достаточно, чтобы подтяжка сработала, а затем все это произошло с небольшой фазовой задержкой, будет непросто.

    В одном случае, когда мне пришлось это сделать, я использовал два оптопара в двухтактной конфигурации. Светодиоды были подключены друг к другу, поэтому каждый из них был включен на 1/2 каждого линейного цикла. Выходы были подключены так, чтобы один тянул высоко, а другой - низко. В результате получился красивый чистый прямоугольный сигнал с коэффициентом заполнения 50% и краями, очень близкими к нулевым переходам.

    В любом случае, как только у вас есть сигнал на пересечение нуля, вы просто добавляете переменную задержку перед включением симистора. Задержка может составлять от нуля до почти половины линейного цикла.Чем больше задержка, тем ниже общее среднее напряжение на двигателе. Если частота сети составляет 50 Гц, то полный цикл составляет 20 мс, а полупериод - 10 мс, поэтому период переменной задержки, вероятно, следует ограничить до 0-9 мс или около того.

    Вам придется поэкспериментировать, чтобы определить среднее напряжение, которое будет видеть двигатель, как функцию задержки. Вы могли бы рассчитать это, если бы нагрузка была известна. Ваша нагрузка имеет непредсказуемую индуктивную составляющую, поэтому симистор фактически отключится после следующего перехода напряжения через ноль.Эта задержка сама по себе будет варьироваться в зависимости от задержки включения и от того, что делает двигатель. Если ваша задержка включения мала, то индуктор получает большую часть полупериода для зарядки, поэтому для разрядки потребуется некоторое время. Если задержка была долгой, значит, индуктор заряжался при низком напряжении только на короткое время, и поэтому разрядится и достигнет нулевого уровня тока, при котором симистор отключится.

    Для низких кажущихся напряжений двигателя (длительные задержки включения) задержка выключения не имеет значения, поскольку симистор выключается, прежде чем вы попытаетесь снова его включить ближе к концу следующего полупериода.Когда вы включаете моторный привод и, следовательно, уменьшаете задержку включения, в конечном итоге нулевой ток индуктора возникает после вашего сигнала включения для следующего полупериода. Симистор будет включен все время, что означает, что ваш двигатель видит полное линейное напряжение. Более короткая задержка включения не увеличивает мощность двигателя. Тем не менее, у вас все еще есть почти полный диапазон управления двигателем, просто он не распределяется равномерно по всему производственному циклу. Небольшие задержки включения такие же, как и при постоянном включении.

    Обратите внимание, это предполагает, что симистор постоянно управляется с момента задержки включения до почти конца полупериода цикла.Это гарантирует, что симистор включен во время фазы включения каждого полупериода линии, независимо от того, что делает ток. Если вы этого не сделаете и вместо этого включите симистор с коротким сигналом после задержки включения, то произойдут две неприятные вещи. Во-первых, когда двигатель полностью включен и текущее пересечение нуля из предыдущего полупериода происходит после включения для следующего, симистор выключится при этом пересечении нуля. Во-вторых, симистор может отключиться при кратковременных сбоях тока, как это может случиться с двигателями с механической коммутацией.

    Его типы и различные применения в цепях постоянного / переменного тока

    Оптрон - это электронный компонент, который передает электрические сигналы между двумя изолированными цепями. Оптопара также называется оптоизолятором, фотоэлементом или оптическим изолятором.

    Часто в схемах, особенно низковольтных или высокочувствительных к шумам, оптопара используется для изоляции схемы, чтобы предотвратить вероятность электрического столкновения или исключить нежелательные шумы. На нынешнем коммерческом рынке мы можем купить оптопару с от 10 кВ до 20 кВ, выдерживаемое напряжение от входа до выхода, со спецификацией 25 кВ / мкС при переходных процессах напряжения.

    Внутренняя структура оптопары

    Это внутренняя структура оптрона. На левой стороне открыты контакты 1 и 2, это светодиод (светоизлучающий диод), светодиод излучает инфракрасный свет на светочувствительный транзистор на правой стороне. Фототранзистор переключает выходную схему своим коллектором и эмиттером, как и типичные транзисторы BJT. Яркость светодиода напрямую регулирует фототранзистор.Поскольку светодиод может управляться другой схемой, а фототранзистор может управлять другой схемой, то двумя независимыми схемами можно управлять с помощью оптопары. Кроме того, между фототранзистором и инфракрасным светодиодом пространство выполнено из прозрачного непроводящего материала; он электрически изолирует две разные цепи. Полое пространство между светодиодом и фототранзистором может быть выполнено из стекла, воздуха или прозрачного пластика, электрическая изоляция намного выше, обычно 10 кВ, или выше.

    Типы оптопар

    Существует множество оптронов различных типов. коммерчески доступны в зависимости от их потребностей и коммутационных возможностей. В зависимости от использования в основном доступны четыре типа оптопар.

    1. Оптрон, использующий фототранзистор .
    2. Оптрон, использующий транзистор Дарлингтона Photo .
    3. Оптрон, использующий Photo TRIAC .
    4. Оптрон, использующий Photo SCR .

    Фототранзисторная оптопара

    На верхнем изображении показана внутренняя конструкция оптопары на фототранзисторе. Тип транзистора может быть любым, будь то PNP или NPN .

    Фототранзистор

    может быть двух типов в зависимости от наличия выходного контакта. На втором изображении слева есть дополнительный вывод, который внутренне связан с базой транзистора.Этот вывод 6 используется для управления чувствительностью фототранзистора . Часто вывод используется для соединения с землей или минусом с помощью резистора высокого номинала. В этой конфигурации можно эффективно контролировать ложное срабатывание из-за шума или электрических переходных процессов.

    Кроме того, перед использованием оптопары на основе фототранзистора пользователь должен знать максимальный номинал транзистора. PC816, PC817, LTV817, K847PH - несколько широко используемых оптопар на основе фототранзисторов.Фото - Оптрон на основе транзистора используется в изоляции цепей постоянного тока.

    Транзисторная оптопара Фото-Дарлингтона

    На верхнем изображении представлены два типа символа, показана внутренняя конструкция оптопары на базе Photo-Darlington .

    Транзистор Дарлингтона - это пара из двух транзисторов, в которой один транзистор управляет базой другого транзистора. В этой конфигурации транзистор Дарлингтона обеспечивает высокий коэффициент усиления.Как обычно, светодиод излучает инфракрасный светодиод и управляет базой парного транзистора.

    Оптопара этого типа также используется для изоляции в цепях постоянного тока. Шестой вывод, который внутренне соединен с базой транзистора, используется для управления чувствительностью транзистора, как обсуждалось ранее в описании фототранзистора. 4N32, 4N33, h31B1, h31B2, h31B3 - несколько примеров оптопары на основе фотодарлингтона.

    Оптрон Photo-TRIAC

    На верхнем изображении показана внутренняя конструкция оптрона TRIAC .

    TRIAC в основном используется там, где требуется управление или переключение на основе переменного тока. Светодиод может управляться с помощью постоянного тока, а TRIAC используется для управления переменным током. Оптопара и в этом случае обеспечивает отличную изоляцию. Вот одно приложение симистора. Примеры оптопары на основе фото-TRIAC: IL420, , 4N35 и т. Д. Являются примерами оптопары на основе TRIAC.

    Оптрон на основе фото-SCR

    SCR стенд для выпрямителя с кремниевым управлением , SCR также обозначается как Thyristor . На верхнем изображении показана внутренняя конструкция оптопары на основе Photo-SCR. Как и другие оптопары, светодиод излучает инфракрасное излучение. SCR регулируется яркостью светодиода. Оптопара на основе Photo-SCR используется в схемах, связанных с переменным током. Узнайте больше о тиристоре здесь.

    Несколько примеров оптопар на основе фото-SCR: - MOC3071, IL400, MOC3072 и т. Д.

    Применение оптопары

    Как обсуждалось ранее, несколько оптопар используются в цепи постоянного тока и несколько оптопар используются в операциях, связанных с переменным током .Поскольку оптопара не допускает прямого электрического соединения между двумя сторонами, основное применение оптопары - изоляция двух цепей .

    От переключения другого приложения, как и в случае, когда для переключения приложения можно использовать транзистор, можно использовать оптрон. Его можно использовать в различных операциях, связанных с микроконтроллером, где требуются цифровые импульсы или аналоговая информация от схемы высокого напряжения, оптопара может использоваться для превосходной изоляции между этими двумя.

    Оптопара может использоваться для обнаружения переменного тока, операций, связанных с управлением постоянным током. Давайте посмотрим на несколько применений оптранзисторов.

    Оптопара для переключения цепи постоянного тока:

    В верхней схеме используется оптрон на основе фототранзистора . Он будет действовать как типичный транзисторный переключатель. В схеме использован недорогой оптрон на основе фототранзистора , PC817, . Инфракрасный светодиод будет управляться переключателем S1 .Когда переключатель будет включен, аккумуляторный источник 9 В будет подавать ток на светодиод через токоограничивающий резистор 10 кОм. Интенсивность регулируется резистором R1. Если мы изменим значение и уменьшим сопротивление, интенсивность светодиода будет высокой, а коэффициент усиления транзистора будет высоким.

    С другой стороны, транзистор представляет собой фототранзистор, управляемый внутренним инфракрасным светодиодом , когда светодиод излучает инфракрасный свет, фототранзистор контактирует, и VOUT будет равен 0, отключая нагрузку, подключенную к нему.Необходимо помнить, что коллекторный ток транзистора согласно паспорту составляет 50 мА. R2 обеспечивает VOUT 5v. R2 - это подтягивающий резистор.

    Вы можете увидеть включение светодиода с помощью оптрона на видео ниже…

    В этой конфигурации оптопара на основе фототранзистора может использоваться с микроконтроллером для обнаружения импульсов или прерывания .

    Оптопара для определения напряжения переменного тока:

    Здесь показана другая схема для определения напряжения переменного тока .Инфракрасный светодиод управляется двумя резисторами 100 кОм. Два резистора 100 кОм, используемые вместо одного резистора 200 кОм, предназначены для дополнительной безопасности в случае короткого замыкания. Светодиод подключается через линию розетки (L) и нейтраль (N). При нажатии S1 светодиод начинает излучать инфракрасный свет. Фототранзистор реагирует и преобразует VOUT с 5В на 0В.

    В этой конфигурации оптрон может быть подключен к цепи низкого напряжения, такой как блок микроконтроллера, где требуется определение напряжения переменного тока.На выходе будет прямоугольный импульс от высокого к низкому.

    На данный момент первая схема используется для управления или переключения цепи постоянного тока, а вторая предназначена для обнаружения цепи переменного тока и управления или переключения цепи постоянного тока. Далее мы увидим управление цепью переменного тока с помощью цепи постоянного тока.

    Оптопара для управления цепью переменного тока с использованием постоянного напряжения:

    В верхней цепи Светодиод снова управляется батареей 9 В через резистор 10 кОм и состоянием переключателя. С другой стороны, используется оптрон на основе фото-TRIAC , который управляет ЛАМПОЙ переменного тока от розетки переменного тока 220 В. Резистор 68R используется для управления TRIAC BT136, который управляется фото-TRIAC внутри блока оптопары.

    Этот тип конфигурации используется для управления электроприборами с использованием схемы низкого напряжения . В верхней схеме используется IL420, который представляет собой оптопару на основе фото-TRIAC.

    Помимо этого типа схемы, в SMPS можно использовать оптопару для отправки информации о коротком замыкании или перегрузке по току на вторичной стороне первичной стороне.

    Если вы хотите увидеть микросхему оптопары в действии , проверьте следующие схемы:

    оптопара% 20for% 20yristor% 20gate техническое описание и примечания по применению

    1996 - схема драйвера затвора igbt hcpl-3120

    Реферат: Оптопара HP 2200 Оптопара 2200 OPTOCOUPLER Драйвер IGBT hcpl3120 reference SCHEMATIC igbt dimmer IGBT motor СХЕМА ДРАЙВЕРА hcpl IGBT СХЕМА ДРАЙВЕРА hcpl 4503 OPTOCOUPLER hp 2631 LC full-bridge INVERTER TRANSFORMERS text 9 HP 2631


    Оригинал
    PDF -32 Схема драйвера затвора igbt hcpl-3120 Оптопара HP 2200 2200 ОПТОКУПЛЕР драйвер инвертора IGBT hcpl3120 ссылка SCHEMATIC igbt диммер СХЕМА ДРАЙВЕРА двигателя IGBT hcpl СХЕМА ДРАЙВЕРА IGBT hcpl 4503 OPTOCOUPLER hp 2631 Конструкция полномостовых инверторных преобразователей LC Оптрон HP 2630
    2003 - OPTOCOUPLER hp 2631

    Аннотация: HP 2400 OPTO opto HP 2631 a 2631 оптопара OPTOCOUPLER SHARP Оптопара HP 2631 оптопара HP 2631 2631 оптопара оптопара HP
    Текст: Текст файла отсутствует


    Оригинал
    PDF SBAA088 ADS1202 ADS1202 15 бит OPTOCOUPLER hp 2631 HP 2400 OPTO опто HP 2631 оптопара 2631 OPTOCOUPLER SHARP Оптопара HP Оптрон HP 2631 2631 л. с. 2631 оптопара оптопара HP
    Оптрон HP 2200

    Аннотация: Оптопара HP 2601 Оптопара HP 2200 Оптопара HP 3700 Оптопара HP 4100 Оптопара HP 4100 4200 Оптопара HP 4200 Оптопара HP 4200 Оптопара HP 4661
    Текст: Текст файла отсутствует


    Сканирование OCR
    PDF
    оптрон

    Реферат: astec as3842
    Текст: Текст файла отсутствует


    Сканирование OCR
    PDF AS431 AS431 оптопара astec as3842
    1996 - Оптрон HP 2200

    Реферат: Оптопара HP 2601 OPTOCOUPLER HP 2730 Оптопара HP 4100 4200 Оптопара HP 4661 Оптопара HP 2400 Оптопара HP 3101 Оптопара HP 4100 OPTOCOUPLER hp 2601 Оптопара HP 3700
    Текст: Текст отсутствует


    Оригинал
    PDF
    2006 - Оптрон HP 2200

    Реферат: Оптопара HP 2601, оптопара HP 4100, HP 3700, оптопара HP 2400, оптопара, HP 4100, оптопара HP 3700, оптопара HP 2400, 2200, оптопара OPTOCOUPLER, HP
    Текст: текст файла отсутствует


    Оригинал
    PDF 5965-5977E Оптопара HP 2200 Оптрон HP 2601 оптопара HP 4100 HP 3700 опто HP 2400 OPTO Оптопары HP 4100 Оптопара HP 3700 Оптопара HP 2400 2200 ОПТОКУПЛЕР оптопара HP
    2009 - OPTOCOUPLER выход постоянного тока

    Резюме: РЕЛЕ ДЕКАБРЬ
    Текст: Файл не доступен


    Оригинал
    PDF ОПТ-60ДК / ОПТ-24ДК / 48ДК / 100 CK61F2 IF-2011) OPTOCOUPLER выход постоянного тока РЕЛЕ DEC
    2006-817 Оптрон

    Аннотация: 4-контактный оптопара 817 оптопара 817 817 OPTO-соединитель 4-контактный оптопара C 817 оптопара A 817 оптопара C 817 оптопара C 814 CNY 42 оптопара smd Оптопара 201
    Текст: текст в файле отсутствует


    Оригинал
    PDF SO-16 EN60747 5989-0341EN AV01-0683EN 817 Оптопара 4-контактный оптопара 817 оптопара 817 817 OPTO-муфта 4-х контактный оптопара C 817 оптопара A 817 оптопара C 817 оптопара C 814 Оптрон 42 юаней smd оптопара 201
    1999-4N49 OPTOCOUPLER

    Аннотация: 66177-X03 Устройства оптопары оптопара 5V OPTOCOUPLER 10v выходная оптопара высокого напряжения OPTOCOUPLER Статические характеристики оптопары 4N47 4N48
    Текст: Текст файла отсутствует


    Оригинал
    PDF
    1999 - Tl431 как драйвер оптопары

    Аннотация: Оптопара LINEAR OPTOCOUPLER в качестве изолированной линейной оптопары на операционном усилителе с обратной связью трансформатора OPTO-ответвитель, используемый для токового выхода, конфигурация оптопары, конфигурация оптопары, примечание по применению прецизионной линейной оптопары TL431
    Текст: Текст файла отсутствует


    Оригинал
    PDF ДН-33 UC3903 TL431 Tl431 как драйвер оптопары ЛИНЕЙНЫЙ ОПТОКУПЛЕР оптопара как изолированный линейный операционный усилитель оптопара трансформатора обратной связи OPTO-ответвитель, используемый для токового выхода оптопара конфигурация оптопары Примечание по применению оптопары Прецизионный линейный оптрон
    2011 - КЛЕММНЫЙ БЛОК

    Аннотация: Текст аннотации недоступен
    Текст: Текст файла отсутствует


    Оригинал
    PDF PLC-V8 / FLK14 / IN / M 14-поз.IF-2009) PLC-V8 / FLK14 / IN / M КЛЕММНЫЙ БЛОК
    Astec Semiconductor as3842

    Аннотация: OPTOCOUPLER выход линейного напряжения 4N27 примечания по применению astec as3842 Высоковольтный диод BY 509 40 Вт обратного хода as431 замечание по применению Ошибка Усилитель Оптопара примечания по применению astec транзистор AS431
    Текст: Текст файла отсутствует


    Сканирование OCR
    PDF AS431 AS431 Компания Astec Semiconductor as3842 OPTOCOUPLER выходное напряжение линейное Указания по применению 4Н27 astec as3842 Диод высоковольтный BY 509 Обратный ход 40 Вт Примечание по применению as431 Оптрон усилителя ошибки Примечание по применению astec транзистор AS431
    1996 - оптрон 630 so8

    Реферат: Двойной оптрон Дарлингтона so8 "Транзистор Дарлингтона" 630 HCPL-070A VDE0884 HCPL-4701 HCPL-073A HCPL-0701 A 4701 оптрон
    Текст: Нет текста в файле


    Оригинал
    PDF Chan84 HCPL-0731 HCPL-073A HCPL-4731 оптопара 630 so8 «Транзистор Дарлингтона» darlington so8 dual оптопара 630 HCPL-070A VDE0884 HCPL-4701 HCPL-073A HCPL-0701 Оптопара 4701
    as431 application note

    Аннотация: AS431 Application Note 2 astec APPLICATION NOTE Astec Semiconductor as3842 314 оптопара CTR КОНДЕНСАТОР 4-контактная оптопара IC 4N27 инструкция по применению транзистор D 822 P AS431 Application
    Текст: текст файла отсутствует


    Сканирование OCR
    PDF AS431 AS431 Примечание по применению as431 Примечание по применению AS431 2 ПРИМЕЧАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ astec Компания Astec Semiconductor as3842 314 оптопара CTR КОНДЕНСАТОР 4-контактный оптопара ic Указания по применению 4Н27 транзистор Д 822 П Приложение AS431
    2005 - FOD0708

    Резюме: FOD0708R1 FOD0708R2 FOD0738 КОД МАРКИРОВКИ ОПТИЧЕСКОГО СОЕДИНИТЕЛЯ 4-КАНАЛЬНЫЙ ОПТОКУПЛЕР
    Текст: Текст файла недоступен


    Оригинал
    PDF FOD0708 FOD0738 FOD0708 / FOD0738 FOD0708R1 FOD0708R2 КОД МАРКИРОВКИ OPTOCOUPLER 4-КАНАЛЬНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
    2005 - FOD0708

    Резюме: FOD0708R1 FOD0708R2 FOD0738 КОД МАРКИРОВКИ OPTOCOUPLER OPTOCOUPLER 640 MBD60
    Текст: Текст файла отсутствует


    Оригинал
    PDF FOD0708 FOD0738 FOD0708 / FOD0738 FOD0708R1 FOD0708R2 КОД МАРКИРОВКИ OPTOCOUPLER OPTOCOUPLER 640 MBD60
    оптрон

    Реферат: техническое описание компонентов оптопары VISHAY data book semiconductors Vishay optocoupler
    Текст: Нет текста в файле


    Оригинал
    PDF 05-янв-11 оптопара таблица данных оптопары компоненты оптопары Книга данных VISHAY полупроводники оптопара Vishay
    2012 - оптрон

    Аннотация: оптопара 2012 basic ac dc PLC датчик материала
    Текст: текст файла отсутствует


    Оригинал
    PDF 60DC / 21AU 24DC / 21 IF-2011) 60DC / 21 PLC-BSC-120UC / PLC-BSC-120UC / 21 PLC-BSC-230UC / PLC-BSC-230UC / 21 60DC / 21AU оптопара оптопара 2012 базовый ac dc Датчик материала PLC
    2003 - OPTOCOUPLER 5 В

    Аннотация: ОПТОНАПОР ИСПОЛЬЗУЕТСЯ В СИГНАЛЬНОМ ИЗОЛЯТОРЕ SPI Трансформатор связи ПЛК на основе изолированного преобразователя постоянного тока в постоянный преобразователь аналогового входа оптопара оптопара с входом триггера Шмитта высокоскоростная логика для логической оптопары 6N137 Примечания по применению оптопары
    Текст: текст файла отсутствует


    Оригинал
    PDF ADuM130x ADuM140x H04266-10-5 / 03 F-92182 ОПТОКОМПЛЕКТ 5В ОПТООПАР ИСПОЛЬЗУЕТСЯ В СИГНАЛЬНОМ ИЗОЛЯТОРЕ SPI Трансформатор связи ПЛК изолированный преобразователь постоянного тока в постоянный на основе оптопары оптопара аналогового входа оптопара оптопара с триггером Шмитта высокоскоростная логика к логическому оптрону 6N137 Примечание по применению оптопары
    2002 - Нет в наличии

    Аннотация: Текст аннотации недоступен
    Текст: Текст файла отсутствует


    Оригинал
    PDF DRP-8500 DRP-8600 volta00 DRP-8555 DRP-8605 DRP-8606 DRP-8607 DRP-8611
    1996 - Оптрон HP 2211

    Аннотация: Оптопара HP 2300 оптопара 630 оптопара A 2232 hp 2211 2232 OPTOCOUPLER оптопара 630 so8 hp 2232 2212 логический вентиль OPTOCOUPLER
    Текст: Текст файла отсутствует


    Оригинал
    PDF мощность50 HCPL-2300 HCPL-2232 Оптрон HP 2211 Оптрон HP 2300 оптопара 630 оптопара А 2232 hp 2211 2232 ОПТОКУПЛЕР оптопара 630 so8 2232 л.с. 2212 ОПТОКУПЛЕР логический вентиль
    Tl431 как драйвер оптопары

    Аннотация: оптопара как изолированный линейный операционный усилитель LINEAR OPTOCOUPLER оптопара Прецизионная линейная оптопара Замечания по применению оптопары обратной связи трансформатора оптопары OPTOCOUPLER выход напряжения Оптопара Конфигурация оптопары
    Текст: Текст файла отсутствует


    Оригинал
    PDF ДН-33 UC3903 TL431 250 кГц) Tl431 как драйвер оптопары оптопара как изолированный линейный операционный усилитель ЛИНЕЙНЫЙ ОПТОКУПЛЕР оптопара Прецизионный линейный оптрон Примечание по применению оптопары оптопара трансформатора обратной связи OPTOCOUPLER выход напряжения Оптопары конфигурация оптопары
    2002 - оптрон

    Резюме: оптопары LM2587 LM258X неизолированный обратноходовой преобразователь оптопара OPTOCOUPLER CNY17 6 pin Оптрон AN-1095 LM3411
    Текст: Текст файла отсутствует


    Оригинал
    PDF UL1459, Ан-1095 оптопара оптопары LM2587 LM258X неизолированный обратный преобразователь оптрон ОПТОКУПЛЕР - 17 юаней 6-контактный оптопара Ан-1095 LM3411
    2005 - HCPL 601

    Аннотация: TDA 7720 hcpl315 tda 4100 8 pin ic 4562 mosfet Optocoupler 601 SO-8 пластиковый корпус ACSL-6400 A61PE Optocoupler 601 TD5A
    Текст: Текст файла отсутствует


    Оригинал
    PDF HCPL-3700/60 5989-3060EN АВ02-1176ЕН HCPL 601 TDA 7720 hcpl315 tda 4100 8-контактный IC 4562 MOSFET Оптопара 601 SO-8 пластиковый корпус ACSL-6400 A61PE Оптопара 601 TD5A
    HCPL 4505

    Аннотация: HCPL700 2601 оптопара 4505 оптопара A 4503 оптопара PL1930 hcpl7001 hcpl 45-05 atd2a A2PE
    Текст: текст файла недоступен


    Сканирование OCR
    PDF HCPL7100 / 1 HCPL-7100/1 HCPL 4505 HCPL700 2601 оптопара 4505 оптопара Оптопара 4503 PL1930 hcpl7001 hcpl 45-05 atd2a A2PE

    Введение в оптопары - типы, работа и применение

    Оптоизоляторы или оптопары состоят из светоизлучающего устройства и светочувствительного устройства, заключенных в один корпус, но без электрического соединения между ними. двое, просто луч света.Излучателем света почти всегда является светодиод. Светочувствительное устройство может быть фотодиодом, фототранзистором или более эзотерическими устройствами, такими как тиристоры, симисторы и т. Д.

    В настоящее время во многих электронном оборудовании используется оптопара в цепи. Оптопара или иногда называемый оптопарами позволяет двум цепям обмениваться сигналами, оставаясь при этом электрически изолированными. Обычно это достигается с помощью света для передачи сигнала. В стандартной схеме оптопара используется светодиод, светящий на фототранзистор - обычно это транзистор npn, а не pnp.Сигнал подается на светодиод, который затем светит на транзистор в ИС.

    Свет пропорционален сигналу, поэтому сигнал передается на фототранзистор. Оптические соединители также могут поставляться в нескольких модулях, таких как SCR, фотодиоды, TRIAC другого полупроводникового переключателя в качестве выхода, а также лампы накаливания, неоновые лампы или другой источник света.

    Чаще всего используется оптопара MOC3021 и комбинация диакритических светодиодов. Эта ИС сопрягается с микроконтроллером, а светодиод последовательно соединен с ИС, который светится, указывая на высокий логический импульс от микроконтроллера, чтобы мы могли знать, что ток течет во внутреннем светодиоде опто-ИС.Когда задан высокий логический уровень, ток течет через светодиод от контакта 1 к 2. Таким образом, в этом процессе светодиодный индикатор попадает на DIAC, вызывая замыкание 6 и 4. В течение каждого полупериода ток протекает через затвор, последовательный резистор и через оптическую схему, чтобы главный тиристор / симистор запускал работу нагрузки.

    Оптопара обычно используется в схемах импульсного источника питания во многих электронных устройствах. Он подключается между первичной и вторичной секциями источников питания. Применение или функция оптопары в схеме:

    1. Монитор высокого напряжения
    2. Выборка выходного напряжения для регулирования
    3. Микро системного управления для включения / выключения питания
    4. Изоляция заземления

    Это принцип, используемый в Opto -Diacs, Opto-Diacs доступны в виде микросхем и могут быть реализованы с использованием простой схемы.

    Просто подайте небольшой импульс в нужное время на светоизлучающий диод в корпусе. Свет, излучаемый светодиодом, активирует светочувствительные свойства диака, и включается питание. Изоляция между цепями малой и высокой мощности в этих оптически связанных устройствах обычно составляет несколько тысяч вольт.

    Описание выводов Opto-Diacs:

    Доступно 4 различных оптических соединителя

    1. MOC3020

    Он поставляется в 6-контактном DIP, показанном на рисунке:

    Принцип работы MOC3020:

    MOC3020 предназначен для взаимодействия между электронное управление и силовой симистор для управления резистивными и индуктивными нагрузками при работе с переменным током.Принцип, используемый в оптроне, заключается в том, что МОС быстро доступны в форме интегральной схемы и не требуют очень сложной схемы для их работы. Просто подайте небольшой импульс в нужный момент светодиоду в упаковке. Свет, излучаемый светодиодом, активирует светочувствительные свойства диака, и включается питание. Изоляция между цепями малой и высокой мощности в этих оптически связанных устройствах обычно составляет несколько тысяч вольт.

    Характеристики MOC3020:
    • Выход драйвера фото-триака 400 В
    • Источник инфракрасного излучения на арсенид-галлиевом диоде и кремниевый симистор с оптической связью
    • Высокая изоляция - пиковое напряжение 500 В
    • Выходной драйвер разработан для 220 В переменного тока
    • Стандарт 6-контактный пластиковый DIP
    • Непосредственная взаимозаменяемость с Motorola MOC3020, MOC3021 и MOC3022
    Типичные области применения MOC3020:
    • Электромагнитные / клапанные элементы управления
    • Балласты ламп
    • Подключение микропроцессоров к 115/240 9000 Vac4000
    • Диммеры ламп накаливания
    Применение MOC3020:

    Схема, показанная ниже, представляет собой типичную схему, используемую для управления нагрузкой переменного тока с микроконтроллера, один светодиод может быть подключен последовательно к MOC3021, светодиод для индикации, когда высокий уровень выдается с микроконтроллера, например что мы можем знать, что ток течет по внутреннему светодиоду оптопары.Идея состоит в том, чтобы использовать лампу питания, для активации которой требуется переменный ток сети, а не постоянное напряжение. Таким образом, мы пытаемся переключить лампу от сети переменного тока, и никакого внешнего источника питания не требуется. Чтобы переключить переменный ток на лампу, мы должны использовать оптоволоконный симистор, лампа и диак показаны на схеме ниже. Триак называется переключателем, управляемым переменным током. Он имеет три вывода M1, M2 и затвор. Триак, ламповая нагрузка и напряжение питания подключены последовательно. Когда питание включено в положительном цикле, ток протекает через лампу, резисторы, диакритический элемент и затвор и достигает источника питания, и тогда только лампа светится в течение этого полупериода непосредственно через клеммы M2 и M1 симистора.В отрицательном полупериоде повторяется то же самое. Таким образом, лампа горит в обоих циклах управляемым образом в зависимости от запускающих импульсов на оптоизоляторе, как показано на графике ниже. Если это подается на двигатель вместо лампы, мощность регулируется, что приводит к регулированию скорости.

    2. MOC3021

    MOC3021 - оптрон, предназначенный для запуска TRIACS. Используя это, мы можем запускать в любом месте цикла, поэтому можем называть их ненулевыми оптопарами. MOC3021 очень широко используются и могут быть довольно легко получены из многих источников.Он поставляется в 6-контактном DIP-корпусе, показанном на рисунке.

    MOC3021 (оптопара)
    Описание контакта:

    Контакт 1: Анод

    Контакт 2: Катод

    Контакт 3: Нет соединения (NC)

    Контакт 4: Главный вывод

    Контакт 5: Нет соединения (NC)

    Контакт 6: Главный терминал

    Характеристики:
    • Выход драйвера фототиак, 400 В
    • Источник инфракрасного излучения на арсенид-галлия и оптически связанный кремниевый симистор
    • Высокая изоляция, пиковое напряжение 7500 В
    • Выходной драйвер, предназначенный для 220 Vac
    • Стандартный 6-контактный пластиковый DIP

    MOC3021 может применяться во многих областях, например, в управлении соленоидами / клапанами, балластами ламп, сопряженными микропроцессорами с периферийными устройствами 115/240 В переменного тока, элементами управления двигателями и регуляторами освещенности ламп накаливания.

    Применение MOC3021:

    Из приведенной ниже схемы наиболее часто используется оптопара MOC3021 с комбинацией диакритических светодиодов. Кроме того, при использовании этого с микроконтроллером, и один светодиод может быть подключен последовательно с MOC3021, светодиод, чтобы указать, когда микроконтроллер дает высокий уровень, чтобы мы могли знать, что ток течет во внутреннем светодиоде оптопары. Когда установлен высокий логический уровень, ток течет через светодиод от контакта 1 к 2. Таким образом, в этом процессе светодиодный свет падает на DIAC, вызывая замыкание 6 и 4.В течение каждого полупериода ток протекает через затвор, последовательный резистор и через оптическую схему, чтобы главный тиристор / симистор запускал работу нагрузки.

    3. MCT2E

    Вот видео об оптроне MCT2E

    Оптопары серии MCT2E состоят из инфракрасного светодиода на арсениде галлия и кремниевого фототранзистора NPN. Они упакованы в 6-контактный DIP-корпус и доступны с широким шагом выводов.

    Контакт 1: анод.

    Контакт 2: Катод.

    Контакт 3: Нет соединения.

    Контакт 4: эмиттер.

    Контакт 5: коллектор.

    Контакт 6: База.

    Характеристики:
    • Испытательное напряжение изоляции 5000 VRMS
    • Интерфейсы с общими логическими семействами
    • Емкость связи между входами и выходами <0,5 пФ
    • Промышленный стандартный двухпроводной 6-контактный корпус
    • Соответствует директиве RoHS 2002/95 / EC

    Оптрон, обычно используемый в схеме импульсного источника питания, считывающем релейном управлении, промышленном управлении, цифровых логических входах и во многих электронных устройствах

    Применение MCT2E:

    Это комбинация 1 светодиода и транзистор.Вывод 6 транзистора обычно не используется, и когда свет падает на переход база-эмиттер, он переключается, и вывод 5 переходит в ноль.

    • Когда логический ноль подается на вход, свет не падает на транзистор, поэтому он не проводит, что дает логическую единицу на выходе.
    • Когда логическая 1 задана как вход, свет падает на транзистор, так что он проводит, что включает транзистор и образует короткое замыкание, что делает выход логическим нулем, поскольку коллектор транзистора соединен с землей.

    4. MOC363

    Устройства MOC3063 состоят из излучающих инфракрасных диодов на основе арсенида галлия, оптически связанных с монолитными кремниевыми детекторами, выполняющими функции двухсторонних симисторных драйверов, пересекающих нулевое напряжение. Это также 6-контактный DIP, показанный на рисунке:

    Описание контакта:

    Контакт 1: Анод

    Контакт 2: Катод

    Контакт 3: Нет соединения (NC)

    Контакт 4 : Главный терминал

    Контакт 5: Нет соединения (NC)

    Контакт 6: Главный терминал

    Характеристики:
    • Упрощает логическое управление питанием 115/240 В переменного тока
    • Напряжение перехода через ноль
    • dv / dt 1500 В / мкс типично, 600 В / мкс гарантировано
    • Одобрено VDE
    • Признано Underwriters Laboratories (UL)
    Применения:
    • Электромагнитные / клапанные элементы управления
    • Статические выключатели питания
    • Контроль температуры
    • Двигатель переменного тока стартеры и драйверы
    • Органы управления освещением
    • E. M. contactors
    • Полупроводниковое реле
    Работа MOC3063:

    Из схемы у нас есть оптопара MOC3063 с комбинацией типов LED SCR. Кроме того, при использовании этого оптрона с микроконтроллером один светодиод можно подключить последовательно со светодиодом MOC3063, чтобы указать, когда микроконтроллер подает высокий уровень, чтобы мы могли знать, что ток течет во внутреннем светодиоде оптрона. Когда задан высокий логический уровень, ток течет через светодиод от контактов 1 до 2.Светодиодный индикатор падает на SCR, заставляя 6 и 4 замыкаться только при переходе через ноль напряжения питания. Во время каждого полупериода ток протекает через затвор SCR, внешний последовательный резистор и через SCR для основного тиристора / симистора для запуска нагрузки в начале цикла питания, чтобы всегда работать.

    Вот видео сопряжения оптопары с TRIAC

    Устройства оптопары и приложение

    Оптрон (или оптоэлектронный соединитель) - это, по сути, интерфейс между двумя цепями, которые работают (обычно) на разных уровнях напряжения.Ключевым преимуществом оптопары является гальваническая развязка между входной и выходной цепями. В оптопаре единственный контакт между входом и выходом - это луч света. Из-за этого можно иметь сопротивление изоляции между двумя цепями в тысячи МОм. Подобная изоляция полезна в приложениях с высоким напряжением, где потенциалы двух цепей могут отличаться на несколько тысяч вольт.

    Чаще всего оптопары (или изоляторы с оптической связью) используются в промышленности в качестве преобразователя сигналов между высоковольтными устройствами Пито (концевые выключатели и т. Д.).) и низковольтные полупроводниковые логические схемы. Оптические изоляторы можно использовать в любой ситуации, когда сигнал должен проходить между двумя цепями, которые изолированы друг от друга. Полная электрическая изоляция между двумя цепями (т. Е. Две цепи не имеют общих проводников) часто необходима для предотвращения передачи шума, генерируемого в одной цепи, в другую цепь. Это особенно необходимо для связи между высоковольтными схемами сбора информации и низковольтными цифровыми логическими схемами.Информационные цепи почти плохо подвержены воздействию источников шума, а логические схемы не могут переносить шумовые сигналы.

    Во многих случаях силовые цепи тиристоров и симисторов контролируются чувствительными электронными системами. Например, нет ничего необычного в том, что микропроцессорная система запрограммирована на включение и выключение двигателей, освещения и обогревателей. Чтобы снизить вероятность наведения шума линии питания на управляющую электронику и защитить его в случае отказа тиристора или симистора, крайне желательно обеспечить изоляцию.

    Идеальная схема изоляции должна обеспечивать прохождение сигнала только в одном направлении, должна реагировать на уровни постоянного тока и должна обеспечивать чрезвычайно большое сопротивление между входными и выходными цепями. Эти функции доступны в классе оптоэлектронных устройств, называемых оптопарами , или оптоизоляторами .

    Метод оптической связи устраняет необходимость в контакте с релейным управлением или изолирующем трансформаторе, которые являются традиционными методами обеспечения гальванической развязки между цепями.Метод оптической связи превосходит многие приложения, поскольку он избавляет от некоторых менее желательных свойств реле и трансформаторов.

    Оптопары хорошо работают с высоковольтными сигналами переменного или постоянного тока. По этой причине преобразователи сигналов, использующие оптическую связь, иногда называют универсальными преобразователями сигналов universal .

    Оптопара - это устройство, которое содержит инфракрасный светодиод и фотодетектор (например, фотодиод, фототранзистор, пару Дарлингтона, тиристор или симистор), объединенные в одном корпусе.

    оптопара

    Автопара, объединяющая светодиод и фотодиод в одном корпусе, показана на рисунке. Он имеет светодиод на входной стороне и фотодиод на выходной стороне. Напряжение левого источника и последовательный резистор создают ток через светодиод. Затем файл. свет от светодиода падает на фотодиод, и это создает обратный ток в выходной цепи. Этот обратный ток создает напряжение на выходном резисторе R. Тогда выходное напряжение равно выходному напряжению питания V 2 минус падение напряжения на нагрузочном резисторе R.При изменении входного напряжения количество света колеблется.

    Типы оптопар:

    оптопара со щелевым отражателем

    1. Оптопара с прорезями - Оптопара с прорезями имеет прорезь, встроенную в корпус между светодиодным источником света и фототранзисторным датчиком света; в слоте находятся прозрачные окна, так что светодиодный свет обычно может беспрепятственно достигать лицевой стороны транзистора, но может прерываться или блокироваться непрозрачным предметом, помещенным в слот.Таким образом, оптопара с прорезями может использоваться в различных приложениях для обнаружения присутствия, включая обнаружение конца ленты, концевое переключение и определение уровня жидкости.

    2. Отражающий оптрон - здесь светодиод и фототранзистор оптически экранированы друг от друга внутри корпуса, и оба обращены наружу (в одном направлении) от корпуса. Конструкция такова, что оптронную связь можно установить с помощью отражающего объекта (например, металлической краски или ленты или даже частиц дыма), размещенного на небольшом расстоянии за пределами корпуса, на одной линии с обоими светодиодами.Таким образом, отражающий соединитель может использоваться в таких приложениях, как обнаружение положения ленты, подсчет оборотов вала двигателя или измерение скорости, обнаружение дыма или тумана и т. Д.

    Характеристики оптопары:

    характеристики оптопары

    Текущий коэффициент передачи (CTR).

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *