Электронные устройства автоматики
Электронные устройства автоматики
ОглавлениеПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮВВЕДЕНИЕ РАЗДЕЛ I. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ И РЕЛЕЙНЫЕ СХЕМЫ ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ УСИЛИТЕЛЕЙ § 1.  § 1.3. Эквивалентная схема усилителя. Входное и выходное сопротивления § 1.4. Показатели многокаскадных усилителей § 1.5. Шумы в усилителях Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 2. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ § 2.1. Виды обратных связей § 2.2. Влияние обратной связи на коэффициент усиления и искажения сигнала § 2.3. Влияние отрицательной обратной связи на входное сопротивление усилителя § 2.4. Влияние отрицательной обратной связи на выходное сопротивление усилителя Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА ТРАНЗИСТОРАХ § 3.1. Включение транзистора в схему усилительного каскада. Графический анализ работы каскада Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА ТРАНЗИСТОРАХ § 4.  1. Каскад с общим эмиттером§ 4.2. Схемы с общим эмиттером с термокомпенсацией рабочей точки покоя § 4.3. Частотные искажения в схеме с общим эмиттером. Область низких частот § 4.4. Широкополосные каскады с общим эмиттером § 4.5. Каскад с общей базой (повторитель тока) § 4.6. Каскад с общим коллектором (повторитель напряжения) § 4.8. Каскад с общим стоком (истоковыб повторитель) § 4.9. Выходные каскады (усилители мощности) Расчет бестрансформаторного двухтактного усилителя мощности Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МНОГОКАСКАДНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ § 5.1. Усилители с резистивно-емкостной связью § 5.2. Усилители с непосредственной связью (усилители постоянного тока) § 5.3. Дифференциальные усилители § 5.4. Усилители постоянного тока с преобразованием сигнала § 5.5. Регулировка усиления сигнала в усилителях низкой частоты Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 6. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ  2. Эквивалентная схема и основные параметрыОбласти применения операционных усилителей § 6.3. Линейные схемы на операционных усилителях § 6.4. Устойчисвость и частотная коррекция операционных усилителей § 6.5. Работа операционного усилителя на низкоомную нагрузку Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 7. РЕЛЕЙНЫЕ СХЕМЫ § 7.1. Электромагнитные контактные реле. Общие сведения и основные параметры § 7.2. Электронные реле § 7.3. Электронные реле времени § 7.4. Фотоэлектронные реле § 7.5. Электронные реле на тиристорах РАЗДЕЛ II. ВЫПРЯМИТЕЛИ И СТАБИЛИЗАТОРЫ § 8.2. Схемы выпрямителей § 8.3. Сглаживающие фильтры § 8.4. Фазочувстительные выпрямители и усилители § 8.5. Управляемые выпрямители и инверторы Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 9. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА § 9.1. Параметрические стабилизаторы § 9.2. Компенсационные стабилизаторы Расчет компенсационного стабилизатора непрерывного действия Вопросы и задачи для самопроверки РАЗДЕЛ III.  ПРИНЦИП РАДИОСВЯЗИ. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ§ 10.1. Основные параметры радиопередающих и радиоприемных устройств Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 11. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ КОНТУРЫ § 11.1. Свободные колебания в контуре § 11.2. Вынужденные колебания в последовательном контуре § 11.3. Вынужденные колебания в параллельном контуре § 11.4. Вынужденные колебания в связанных контурах Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 12. ГЕНЕРАТОРЫ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ § 12.1. Принципы построения генераторов § 12.2. Генератор с фазовращающей RC-цепью Расчет генератора низкой частоты § 12.3. Генератор с мостом Вина в цепи обратной связи § 12.4. Генераторы с колебательными контурами § 12.5. Стабилизация частоты LC-генераторов. Кварцевые генераторы § 13.1. Узкополосные RC-усилители § 13.2. Резонансные усилители напряжения высокой частоты § 13.3. Резонансные усилители мощности высокой частоты (генераторы с независимым возбуждением) § 13.  4. Модуляция высокочастотного сигналаЛИТЕРАТУРА |
Реле контроля напряжения — RadioRadar
Предлагаемое электронное реле автоматически отключит потребителей электроэнергии от сети, если напряжение в ней стало ниже 180 В или выше 250 В, и подключит их обратно после восстановления нормального напряжения. При самостоятельной сборке оно обойдётся значительно дешевле аналогов промышленного изготовления.
Схема реле контроля напряжения показана на рис. 1. Через диод VD1 положительные полупериоды сетевого напряжения поступают на два делителя напряжения, причём верхнее плечо каждого из них составлено из трёх резисторов (R1-R3 и R8-R10), соединённых последовательно. Это нужно для того, чтобы падение напряжения на каждом из резисторов не превысило допустимого для них значения даже при аварийном повышении напряжения в сети до 400 В (например, при обрыве нулевого провода на его вводе в дом).
Рис.
1. Схема реле контроля напряжения
Делитель на резисторах R1-R4 использован в узле обнаружения выхода сетевого напряжения за нижний допустимый предел, который устанавливают подстроечным резистором R4. Делитель на резисторах R8-R11 работает в узле контроля верхнего предела сетевого напряжения, устанавливаемого подстроечным резистором R11.
Интегральные параллельные стабилизаторы напряжения TL431CZ (DA1 и DA2) использованы здесь не по прямому назначению. Они служат пороговыми устройствами. Если напряжение, поданное на управляющий электрод такого стабилизатора, меньше внутреннего образцового напряжения 2,5 В, то его участок анод-катод закрыт, а если больше — открыт.
Поскольку на управляющие электроды стабилизаторов в рассматриваемом случае поступают через диод VD1 только положительные полупериоды сетевого напряжения, то постоянное напряжение на катодах стабилизаторов будет примерно равно напряжению питания при амплитуде пульсаций меньше порога, и уменьшается до 2 В, когда она больше порога.
Хочу сразу отметить, что обычным мультиметром измерить амплитуду пульсирующего напряжения на управляющих электродах стабилизаторов нельзя. Поэтому для регулировки порогов приходится подавать на вход устройства сетевое напряжение через лабораторный регулируемый автотрансформатор (ЛАТР). Поочерёдно устанавливая с его помощью это напряжение равным нижнему (обычно 180 В) и верхнему (обычно 250 В) допустимым пределам, находят такие положения движков подстроечных резисторов (соответственно R4 и R11), при которых на выводах 8 и 9 логического элемента DD1.4 начинают появляться импульсы. В полностью собранном устройстве регулировку можно производить и без контроля появления импульсов по гашению светодиода HL1.
В исходном состоянии, когда напряжение сети в норме, на управляющем входе стабилизатора DA2 напряжение не превышает 2,5 В. Поэтому на катоде DA2 и на выводе 8 элемента DD1.4 действует высокий логический уровень напряжения. При этом на катоде стабилизатора DA1 и на входах элемента DD1.
2 напряжение ниже порога переключения последнего благодаря сглаживающему действию конденсатора C3. На выходе элемента DD1.2 и на выводе 9 элемента DD1.4 уровень напряжения высокий. Значит, на выходе элемента DD1.4 уровень низкий и транзистор VT1 закрыт.
Конденсаторы C1 и C2 заряжаются через резистор R7. Приблизительно через 5 с после начала их зарядки напряжение на входах элемента DD1.1 достигает порога его переключения. Это приводит к установке на его выходе низкого уровня, а на выходе элемента DD1.3 — высокого. Через резистор R13, светодиод HL1, излучающий диод оптрона U1 течёт ток. Фотосимистор оптрона, открываясь в каждом полупериоде сетевого напряжения, открывает и симистор VS1. Потребители подключены к сети. Светодиод HL1, сигнализируя об этом, включён.
При напряжении в сети выше 250 В периодически открывается стабилизатор DA2. В этот момент на выводе 8 элемента DD1.4 появляется низкий логический уровень. На выходе этого элемента он проинвертирован и открывает транзистор VT1.
Конденсаторы C1 и C2 быстро разряжаются через резистор R5 и открытый транзистор. Это приводит к установке низкого уровня на выходе элемента DD1.3 и прекращению тока в цепи светодиода HL1 и излучающего диода оптрона U1. Теперь светодиод HL1 погашен, а оптосимистор оптрона и симистор VS1 больше не открываются. Потребители отключены от сети.
Как только сетевое напряжение возвратится в допустимые пределы, стабилизатор DA2 закроется. Это приведёт к закрыванию транзистора VT1, и приблизительно через 5 с потребители будут подключены к сети.
При сетевом напряжении ниже 180 В прекратит открываться стабилизатор DA1. Конденсатор C3 зарядится до напряжения питания, что переключит элемент DD1.2 в состояние с низким уровнем на выходе. Поскольку таким же будет уровень на выводе 8 элемента DD1.4, на выходе этого элемента он станет высоким. Это откроет транзистор VT1 и, как уже было описано, приведёт к отключению потребителей от сети.
Симистор BT138-600 (VS1) рассчитан на ток до 12 А.
При коммутации нагрузки мощностью до 150 Вт он практически не нагревается. Но если мощность больше, ему обязательно нужен теплоотвод. Поэтому симистор размещён на краю печатной платы для возможности уста новки теплоотвода.
В состав описываемого реле контроля напряжения входит источник питания его электронных узлов, схема которого изображена на рис. 2. Конденсатор C4 гасит избыток сетевого напряжения, резисторы R18 и R20 ограничивают ток его первоначальной зарядки, диодный мост VD2 выпрямляет ток. Резисторы R16, R17 и R19 служат для разрядки конденсатора C4 после выключения питания. Их — три, по причине, описанной ранее.
Рис. 2. Схема источника питания электронных узлов
Транзисторы VT2, VT3 и параллельный стабилизатор TL431CZ (DA3), который здесь использован по своему прямому назначению, обеспечивая постоянную нагрузку моста VD2-VD5, поддерживают на входе интегрального стабилизатора DA4 напряжение 13 В. Его точное значение устанавливают подстроечным резистором R21.
Напряжение 9 В с выхода стабилизатора питает электронное реле.
Работа этого источника питания проверена при сетевом напряжении от 100 до 270 В. Подать на него более высокое напряжение мне не позволил имеющийся ЛАТР.
Печатная плата (рис. 3) изготовлена методом термопереноса рисунка печатных проводников на медное покрытие фольгированного с одной стороны текстолита. На её свободную от фольги сторону тем же методом нанесены позиционные обозначения элементов и пояснительные надписи.
Рис. 3. Печатная плата
Расположение деталей на печатной плате показано на рис. 4. Конденсатор C4 — плёночный на постоянное напряжение 630 В. Но с учётом возможности значительного повышения напряжения в сети лучше использовать конденсатор не менее чем на 1000 В постоянного или 400 В переменного напряжения. Резисторы R5, R14, R15, R18 и R20 — МЛТ или подобные указанной на схеме мощности, остальные конденсаторы и постоянные резисторы — типоразмера 1206 для поверхностного монтажа.
Подстроечные резисторы — 3296. На плате предусмотрены крепёжные отверстия для теплоотвода транзистора VT3. Тип теплоотвода — HS 205-30, размеры — 30×33,5×12,5 мм.
Рис. 4. Расположение деталей на печатной плате
Транзистор IRLML0030TR можно заменить другим маломощным полевым n-канальным с изолированным затвором. Вместо диодов FR207 подойдут любые выпрямительные с допустимым обратным напряжением не менее 600 В. Светодиод HL1 — любой, желательно зелёного свечения.
Поскольку найденное при налаживании устройства положение движков подстроенных резисторов в процессе эксплуатации может быть случайно изменено, я рекомендую после налаживания заменить каждый из этих резисторов парой постоянных. Суммарное сопротивление каждой пары должно быть равно введённому сопротивлению заменяемого подстроечного резистора.
Самодельное реле контроля напряжения не имеет, естественно, никаких сертификатов соответствия предъявляемым к таким устройствам требованиям. Поэтому его недопустимо устанавливать в подъездных электрических шкафах, общедомовых вводно-распределительных устройствах и других подобных местах.
Но для собственного дома, гаража, дачи, квартиры оно вполне подойдёт. В связи с тем, что все его детали имеют гальваническую связь с электросетью, при налаживании и эксплуатации этого реле следует соблюдать осторожность и не прикасаться руками и инструментом с неизолированными ручками к деталям и печатным проводникам, пока оно не отключено от сети.
Автор: А. Гусев, г. Муром Владимирской обл.
Что такое электрическое реле? | OMRON Electronic Components
Определение электрических реле
Реле представляют собой электрические переключатели, которые размыкают и замыкают цепи, получая электрические сигналы от внешних источников. Некоторые люди могут ассоциировать «эстафету» с гоночными соревнованиями, в которых члены команды по очереди передают эстафету, чтобы закончить гонку.
Аналогичным образом работают «реле», встроенные в электротехнические изделия; они получают электрический сигнал и отправляют его на другое оборудование, включая и выключая переключатель.
Например, когда вы нажимаете кнопку на пульте телевизора для просмотра телевизора, он посылает электрический сигнал на «реле» внутри телевизора, включая основное питание. Существуют различные типы реле, используемые во многих приложениях для управления различными токами и количеством цепей.
Типы и классификация электрических реле
Релейную технику можно разделить на две основные категории: с подвижными контактами (механическое реле) и без подвижных контактов (MOS FET реле, твердотельное реле).
Подвижные контакты
(механическое реле)
Этот тип реле имеет контакты, которые механически активируются для размыкания/замыкания магнитной силой для включения или выключения сигналов, токов и напряжений.
Без подвижных контактов
(MOS FET реле, твердотельное реле)
В отличие от механических реле, этот тип реле не имеет подвижных контактов, а вместо этого использует полупроводниковые и электрические переключающие элементы, такие как симистор и MOS FET.
При работе этих электронных схем сигналы, токи и напряжения включаются или выключаются электронным способом.
Электрическое реле Структура и принципы работы
1. Механическое реле
Базовая конструкция механических реле
Реле состоит из катушки, которая принимает электрический сигнал и преобразует его в механическое действие, и контактов, которые размыкают и замыкают электрическую цепь .
Принцип работы механических реле
Рассмотрим подробнее, как включается лампа с помощью выключателя и реле.
Переход к следующему слайду.
2. Реле на полевых МОП-транзисторах
Базовая конструкция реле на полевых МОП-транзисторах
Реле на полевых МОП-транзисторах представляет собой полупроводниковое реле, в выходных элементах которого используются мощные МОП-транзисторы. Реле
MOS FET состоит из следующих трех компонентов:
1.
Светодиод (светоизлучающий диод) микросхема
2.
Микросхема КПК (фотодиодная матрица)
*Фотодиодная матрица (солнечный элемент + схема управления)
3.
МОП-транзистор с полевым транзистором
* Полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника (металл, оксид, полупроводник, поле, эффект, транзистор)
Принципы работы реле на полевых МОП-транзисторах
Реле на полевых МОП-транзисторах работают в соответствии со следующими принципами.
Переход к следующему слайду.
Подробнее о МОП-реле с полевыми транзисторами,
нажмите здесь для объяснения
Характеристики и механизм электрического реле катушки и контактного компонента для достижения соответствующего уровня изоляции (изоляционного расстояния) как на входе, так и на выходе.
Катушка
Электромагнит притягивает якорь.
Контакт
Комбинация неподвижных и подвижных контактов размыкает и замыкает цепь управления.
Реле на полевых МОП-транзисторах
Одной из основных характеристик реле на полевых МОП-транзисторах является то, что в нем используется полупроводник, поэтому контакты не размыкаются/замыкаются механически.
| Ультракомпактный и легкий | В дополнение к SSOP и USOP наш новый сверхкомпактный корпус VSON обеспечивает значительную экономию места для всей системы. |
| Низкий управляющий ток | Стандартный управляющий ток должен составлять 2–15 мА. Также доступны сверхчувствительные модели с управляющим током всего 0,2 мА (макс.), что позволяет экономить энергию всей системы. |
| Увеличенный срок службы | В конструкции используется световой сигнал, поэтому нет контактов; предотвращает сокращение срока службы, вызванное износом контактов, и продлевает срок их службы. |
| Малый ток утечки | Реле MOS FET может выдерживать внешние импульсные токи без добавления снабберной цепи. В нормальных условиях ток утечки составляет около 1 нА или ниже и очень мал в закрытом состоянии. (Модель: G3VM-□GR□, -□LR□, -□PR□, -□UR□) |
| Отличная ударопрочность | Все внутренние детали отлиты методом литья, подвижные части не используются; повышает устойчивость к ударам и вибрациям. |
| Бесшумная работа | В отличие от электромеханического реле, реле MOS FET не использует механические контакты; следовательно, нет шума переключения, что способствует бесшумной работе системы. |
| Высокая изоляция | Обеспечивает электрическую изоляцию ввода-вывода путем преобразования сигнала напряжения в световой сигнал для передачи. Стандартные модели выдерживают напряжение 2500 В переменного тока между входом и выходом. Также доступны превосходные продукты с напряжением 5000 В переменного тока, обеспечивающие высокий уровень изоляции. |
| Высокоскоростное переключение | Достигается 0,2 мс (SSOP, USOP, VSON) времени переключения; гораздо более высокая скорость по сравнению с механическим реле (от 3 до 5 мс), что обеспечивает быструю реакцию. |
| Точное управление микроаналоговым сигналом | По сравнению с симистором полевой МОП-транзистор значительно уменьшает мертвую зону, позволяя очень малому искажению формы входного сигнала микроаналогового сигнала корректно преобразовывать его в выходной сигнал. |
2. Три действия электрических реле
1. Реле пропускает небольшой ток для управления сильноточными нагрузками.
Когда на катушку подается напряжение, через катушку проходит небольшой ток, в результате чего через контакты проходит больший ток для управления электрической нагрузкой.
2. Реле посылает различные типы электрических сигналов.
Нагрузки переменного тока также могут управляться электрически (коммутация) от источника питания постоянного тока.
3. Реле управляет несколькими выходами только с одним входом.
Один входной сигнал на катушку может одновременно управлять несколькими независимыми цепями (коммутируемыми).
Релейная технология — механические реле
(подвижные контакты)
Релейная технология — реле на МОП-транзисторах с полевыми транзисторами
(без подвижных контактов)
Нажмите здесь, чтобы просмотреть линейку реле 1
Льюис Лофлин
Двунаправленное твердотельное реле (ТТР) можно рассматривать как аналоговый переключатель. Он может управлять переменным или постоянным током, как механический переключатель, без проблем с механическими контактами.
У меня остался PVA1352 после ремонта плазмореза. Это изображено выше, управляющее светодиодом.
Номинальные характеристики PVA1352 представляют собой однополюсное фотоэлектрическое реле Power MOSFET, нормально разомкнутое, 0–100 В переменного/постоянного тока, 375 мА. Чтобы указать,
Выходной переключатель управляется излучением GaAlAs светоизлучающего диод (светодиод), который оптически изолирован от фотоэлектрический генератор.Серия PVA13 преодолевает ограничения обоих обычные электромеханические и герконовые реле предлагая твердотельные преимущества долгой жизни, быстрого рабочая скорость, низкая мощность захвата, отсутствие дребезга работу, низкое тепловое напряжение смещения и миниатюрный упаковка.
PVa1352 устарел, и сегодня его трудно найти. Я искал альтернативу.
Рис. 2
На рис. 2 показана внутренняя конструкция двунаправленных твердотельных реле. Он состоит из фотогальванической оптопары, такой как VOM1271.
См. VOM1271 Цепи драйвера фотогальванического МОП-транзистора.
Выход состоит из двух МОП-транзисторов, соединенных затвор-затвор и исток-исток. Выход берется из двух соединений стока на МОП-транзисторах.
Положительная сторона VOM1271 идет на затворы, а отрицательная — на истоки. В то время как здесь используются N-канальные МОП-транзисторы, P-канальные работают так же хорошо, меняют положительное и отрицательное соединения. Я построил оба.
Рис. 3
На рис. 3 показаны электрические соединения с PV1352, на котором не показаны два МОП-транзистора.
Рис. 4
На рис.
