Фототиристорное реле
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] .
Обсуждение Бесконтактные полупроводниковые релейные устройства электроавтоматики
Комментарии, рецензии и отзывы