Nodi esecutivi degli schemi. Schema, descrizione

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Nodi esecutivi degli schemi. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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In casa, vari consumatori di energia stanno azionando dispositivi: lampade di illuminazione, riscaldatori, motori elettrici, elettromagneti, dispositivi di segnalazione acustica e molti altri. Molto spesso sono alimentati da una rete a 220 V (50 Hz) e per accenderli è possibile utilizzare opzioni di circuiti ben note.

Considera quelli che forniscono isolamento galvanico dai circuiti di controllo. Tale disaccoppiamento è necessario non solo ai fini della sicurezza elettrica durante il funzionamento del dispositivo, ma spesso fornisce anche la comodità di abbinare i singoli nodi del circuito. Per controllare qualsiasi dispositivo alimentato direttamente dalla rete, è possibile utilizzare i diagrammi sui seguenti elementi:

1) relè elettromagnetici: questo è il modo più antico, semplice e universale e anche abbastanza economico. Quest'ultima circostanza contribuisce all'uso diffuso dei relè non solo nelle famiglie, ma anche nelle apparecchiature industriali. Per comandare il relè è richiesta dalla sorgente una corrente continua da 10 mA (per interruttori reed) a 300 mA (per quelli elettromagnetici di potenza).

Il relè presenta molti svantaggi: tempo di risposta relativamente lungo (5...100 ms); rimbalzo dei contatti durante la commutazione; scintille di contatti ad alte correnti commutate, a causa delle quali si bruciano e si guastano (piccola risorsa); creare rumore durante la commutazione e una serie di altri meno importanti. Nelle moderne apparecchiature radio, se possibile, cercano di farne a meno e utilizzano solo interruttori elettronici;

2) trasformatori di impulsi - per la trasmissione di segnali di controllo agli interruttori di potenza. Il più semplice di questi schemi è mostrato in Fig. 1.2 (a volte gli elementi contrassegnati da un asterisco non vengono utilizzati). Purtroppo i trasformatori sono laboriosi da realizzare e hanno grandi dimensioni;

Nodi esecutivi dello schema
Riso. 1.2. Schemi con isolamento del trasformatore dei segnali di controllo dal circuito di potenza: a - per tiristori, b - per triac

3) optoisolatori elementari (transistor, tiristori e triac) per il controllo di tiristori o triac di potenza, come mostrato in fig. 1.3, a-e. La lampada EL1 è mostrata ovunque come carico, sebbene al suo posto possa essere incluso l'avvolgimento di un riscaldatore, di un motore elettrico o di un trasformatore. A causa della bassa corrente di controllo (5 ... 15 mA - la corrente può essere pulsata), dell'elevata affidabilità e del basso prezzo, questi circuiti sono ampiamente utilizzati nelle apparecchiature radio;

(clicca per ingrandire)

Nodi esecutivi dello schema
Riso. 1.3. Circuiti basati su fotoaccoppiatori per la gestione del carico di rete

Per accelerare la commutazione dell'interruttore di alimentazione, a volte viene utilizzato un circuito RC, mostrato negli schemi da una linea tratteggiata, ma anche senza di esso la velocità di tali interruttori elettronici è molto più alta di quella di un relè (circa 0,5 ms). Quando vengono attivati, non si accendono, non creano rumore acustico e resistono a sovraccarichi di corrente centuplicati a breve termine, che spesso si verificano quando si commutano carichi reattivi (motori elettrici, trasformatori).

Alcuni accoppiatori ottici hanno un "organo nullo" all'interno, un circuito speciale che garantisce l'attivazione dell'interruttore solo immediatamente dopo che la tensione di rete passa per lo zero (vedere la sezione di riferimento), riducendo il rumore di commutazione.

4) optotiristori di potenza e optotriac simmetrici (detti anche optotriac). In essi, l'accoppiatore ottico è installato all'interno del corpo dell'elemento di potenza. Questi componenti hanno gli stessi vantaggi dei tradizionali tiristori e triac: possono essere utilizzati per commutare qualsiasi carico, in corrente alternata, fig. 1.4, ma tali nodi richiedono più corrente dal circuito di controllo (fino a 100 ... 150 mA - la corrente può essere pulsata);

Riso. 1.4. Circuiti di commutazione del carico basati su optotiristori (a) e optotriac (b) (fare clic per ingrandire)

5) relè a stato solido: sono realizzati sulla base di potenti transistor o triac ad effetto di campo. In termini di capacità, sono vicini ai relè convenzionali (appositamente progettati per sostituirli, motivo per cui tale nome è diffuso), solo che sono molto più affidabili e di dimensioni ridotte, hanno una velocità maggiore rispetto a tutti i tipi di altri interruttori elettronici e richiedono una piccola corrente di controllo (1,25 mA). La maggior parte di questi componenti può funzionare non solo con corrente alternata, ma anche con corrente continua.

Sul mercato esiste una vasta gamma di relè statici di produzione nazionale ed estera con diversa struttura interna, progettati per diverse correnti. Sulla fig. 1.5 mostra una struttura interna semplificata e un esempio di circuito di commutazione del carico AC e DC solo per alcuni di essi.

Nodi esecutivi dello schema
Riso. 1.5. Schemi di interruttori basati su un relè optoelettronico a stato solido: a - per corrente alternata; b - per corrente continua

Ciò che è meglio utilizzare nel circuito come interruttore dipende dalla velocità del sistema richiesta. Per processi lenti, i relè elettromeccanici sono adatti in molti casi. Se è necessaria un'alta velocità e le dimensioni non giocano un ruolo importante, vengono utilizzati i trasformatori. Laddove non è richiesta solo la velocità, ma anche una maggiore affidabilità, vengono utilizzati interruttori optoelettronici per la corrispondente corrente nominale. I componenti dell'optoelettronica sono descritti in modo sufficientemente dettagliato nella sezione di riferimento del libro e, utilizzando queste informazioni, puoi facilmente trovare quello giusto.

Autore: Shelestov I.P.

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