Учебник: Бесконтактные полупроводниковые релейные устройства электроавтоматики

Фототиристорное реле

Фототиристор во многом подобен обычному тиристору. Отличие заключается лишь в том, что в корпусе фототиристора имеется стеклянное окно. Фототиристор можно открывать как светом, попадающим через окно, так и подачей электрического тока на управляющий электрод,

Фототиристорное реле обеспечивает гальваническую развязку между входом и выходом и обладает всеми достоинствами полупроводниковых приборов: долговечностью, большим быстродействием, отсутствием дребезга контактов и малыми габаритами.

На рис. 9 приведены некоторые схемы фототиристорных реле.

Фототиристорное реле с о а моудержанием , приведенное на рис. 9,а, питается от источника постоянного напряжения Un2 » 8 источник светового потока лампа /7< во всех рассматриваемых здесь схемах может питаться как от источника постоянного, так и источника переменного напряжения. В исходном состоянии лампа /]< выключена, фототйристор /$i закрыт и нагрузка обесточена. При включении лампы /7у фототиристор открывается и к нагрузке ÏZн прикладывается практически все напряжение питания. После выключения лампы fi фототиристор остается открыты« до тех пор, пока не будет прерван ток нагрузки.

Рио. 9. Фотогаристорное

 

Фототиристорное одноподуперяодя о в реле без самоудержанжя,

приведенное на рис. 9,6, питается от источника переменного напряжения Un2 • В исходной состоянии лампа (\ включена, фототиристор YS1 закрыт и нагрузка обесточена. При включении лампы flf фототиристор V&4 открывается и пропускает ток через нагрузку только в положительные полупериоды питающего напряжения Uns» Диод УД4 включается при активно-индуктивной нагрузке. При выключении лампы /7у фототиристор закрывается в начале первого отрицательного полупериода.

Фототирис торное реле с нагрузкой, включенной в цепь пульсирующего тока (рис. 9,в), питается от источника переменного тока          В исходной состоянии лампа

выключена, фототиристор VSf закрыт и нагрузка обесточена. При включении лампы /7* фототиристор открывается и пропускает черев нагрузку Z т выпрямленный двухполупермдным выпрямителем, собранным на диодах УД    п;дьсируюций ток. При выключении лампы /7* зтв схема не обладает свойством самоблокировки, так как здесь фототиристор V&4 закрывается, когда ток двухполупериодного выпрямителя уменьиится до значения IHl (рис. 1,г). При индуктивной нагрузке ток может не уменьшиться до значения I*, и фототиристор в этом случае не будет закрываться.

Фототиристорное реле переменного тока может быть выполнено на одном фототиристоре V$1 (рис. 9,в включение нагрузки покизано пунктиром) или на двух встречно-параллельно включенных фототиристорах VSi и V£2 (рис. 9,г). Рассматриваемая здесь схема реле (рис. 9,в) отличается от предыдущей лишь способом включения нагрузки £ hî , что позволяет управлять мощностью в цепи переменного тока с помощью одного фототиристоре.

В схеме реле, приведенной на рис. 9,г, управление обоими фототиристорами осуществляется от одной лампы (] j , которая в исходном состоянии выключена. Фототиристоры VSi и V&1 при этом закрыты и нагрузка обесточена. При включении лампы фототиристоры открываются последовательно в каждый полупериод питающего напряжения и пропускают переменный ток через нагрузку. При выключении лампы /If фототиристоры последова тельно закрываются. Недостатком этой схемы является то, что 24

из-за разной чувствительности фототиристоров один из них может открываться с большим запаздыванием, чем другой, вследствие чего в нагрузке может появиться постоянная составляющая тока»

Фототиристорное рела повышенной мощности

Выходная мощность фототиристорных реле может быть увеличена, если фототиристор включить в цепь управляющего электрода более мощного выходного тиристора (рис. 10). На рис. 10,а приведена схема такого реле с нормально закрытым силовыы тиристором 1/^2 * 8 на Рис* Ю»6 “ с нормально открытым. Последняя схема находит широкое применение в системах сигнализации, в которых напряжение ка нагрузку должно быть подано при исчезновении светового потока.

На рис. 10,в приведена схема, позволяющая включать низковольтный фототиристор /Л> 1 для управления высоковольтным силовым тиристором 2. • Данная схема может питаться от источника напряжения как постоянного, тьк и переменного тока.

При питании от источника постоянного напряжения предварительно заряженный конденсатор С* в момент подачи светового потока формирует импульс управляющего тока силового тиристора и позволяет тем самым увеличить сопротивление резисторов Й< и При питании переменным напряжением конденсатор С* не может зарядиться и поэтому не улучшает условия открывания силового тиристора.

На рис. 10,г приведена схема, позволяющая при очень высоких питающих напряжениях Ып использовать последовательно соединенные тиристоры 1/^2    фототиристорами      з

в цепях управления. Это обеспечивает одновременное открывание силовых тиристоров путем открывания всех фототиристоров от одного источника света.

Назначение резисторов        ^6, конденсаторов     и

фототиристоров аналогично их назначению в схеме рис. 10,в. Здесь лишь следует заметить, что резисторы            ^

а сумма Я2 ~  равна шунтирующему сопротивлению

, необходимому для выравнивания прямых и обратных напряжений не последовательно включенных тиристорах. Цепочки Й $ С з и Як» С <, ограничивают и выравнивают скорость изменения напряжения на тиристорах при их коммутации.

 

Рис. 10. Фототиристорное реле повьішенной моишости

Рис. II. Реле на оптроне

Реле на оптронах

Оптроном называют оптоалектронный прибор, включающий источник излучения и приемник излучения, соединенные оптическим каналом. Электрический сигнал, поступающий на вход источника излучения, преобразуется в световой поток, под действием которого изменяются электрические параметры приемнике излучения. В нечестие источника излучения обычно применяют лампы накаливания и фотодиоды, а в качестве приемников излучения фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры и другие аналогичные приборы.

Реле на оптронах обеспечивает гальваническую развязку между входным и выходным электрическим сигналом, обладает всеми достоинствами полупроводниковых приборов и в отличие от реле на фототиристорах не требует дополнительного источника светового потока. Простейший вариант реле на оптроне приведен на рис. II и содержит: цепь управления, включающую источник питания И р)| , резистор Я 4 5 светодиод, конструктивно выполненный внутри оптрона, и коммутирующее устройство $1 , в качестве которого может использоваться любой из рассмотренных выше приборов; цепь нагрузки, включающую источник питэния Ыы, сопротивление нагрузки Ец и фототиристор оптропь,

В исходном положении устройство 5| разомкнуто, ток управления и нагрузки равен нулю. При замыкании $1 в цепи управления возникает ток, который вызывает свечение светодиода. Свет от светодиоде поступает на фототиристор, открывает его, и в цепи нагрузки течет ток. При размыкании $1 ток цепи управления становится равным нулю, свечение светодиода прекращается и фототиристор пптрона в зависимости от вида питающего напряжения закрывается с помощью рассмотренных выше способов запирания.

Различные релейные устройства постоянного и переменного тока могут быть построены на основе рассмотренного здесь ключа на оптроне, например, устройства, приведенные на рис. 4,5, 6,7,8,9,10.

Кроме того, следует заметить, что использование оптронов в схемах^подобных представленным на рис. 9,г и рис. 10,г, позволяет получить релейные устройства с лучшими характеристиками.

В заключение следует отметивь, что в данном разделе из-за

ограниченного объема рассмотрены лишь принципиальные работы устройств на тринисторах, фототиристорах и оптронэх без освещения тонких особенностей процессов отпирания и запирания, последовательной и параллельной их работы» С этими вопросами, а также с вопросами прстроения релейных устройств на некоторых других типах тиристоров, можно познакомиться в следующих работах [1,2,3] .

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |