3.2 Графическое представление уравнений логических функций
В
качестве примера представим алгоритм
установки пресса в режим «Готовность»
Рисунок 3.1 – Алгоритм установки пресса «Зим-15» в режим «Готовность»
3.3 Синтез схемы управления на логических элементах
На основании полученных ранее уравнений, синтезируем бесконтакторный вариант схемы управления на логических элементах.
Рисунок 3.2 – Релейно-контактарная схема в бесконтакторном варианте на логических элементах (базовая модель)
Схема, представленная на рисунке 3.2 наглядно поясняет принцип построения бесконтакторной схемы с применением логики. Для практической реализации данной схемы необходимо использовать цифровые интегральные микросхемы, содержащие логические элементы, например с логикой типа ТТЛ, ТТЛШ, ЭСЛ, КМОП, ВПЛ.
Для практической реализации выбираем микросхемы серии К555 с логикой типа ТТЛШ. Параметры выбранных микросхем представлены в таблице 3.5
Таблица 3.5 – Параметры выбранных микросхем
|
К555ЛА7 – 4(2И-НЕ) с ОК | ||||||
|
IССН, мА |
IССL, мА |
tPHL, нс |
tPLH, нс |
UOH, В |
IOL, мА |
T, С |
|
0.8 |
2.2 |
28 |
32 |
5.5 |
8 |
-10…+70 |
|
К555ЛА10 - 3(3И-НЕ) | ||||||
|
1.4 |
3.3 |
28 |
32 |
5.5 |
8 |
-10…+70 |
IССН – ток потребления при высоком уровне на входе;
IССL – ток потребления при низком уровне на выходе;
IOL – выходной ток низкого уровня;
UOH – напряжение прикладываемое к выходу;
tPHL – время задержки распространения при включении;
tPLH – время задержки распространения при выключении;
T – температура окружающей среды
С учетом выбранных микросхем, для каждой функции реализуем схему управления на однотипных логических элементах (см. рис. 3.3, 3.4 и 3.5).
3.4 Синтез принципиальной схемы развязки блока управления и блока выходных симисторов
В качестве схемы согласования блока управления на логических элементах с силовыми симисторами применим вариант схемы, представленный на рисунке 3.6 [1]. Здесь представлена схема мощного полупроводникового реле с транзисторной оптопарой в качестве развязывающего элемента в цепи управления.
Включение реле происходит по команде логического устройства на микросхемах, в выходную цепь которого включен светодиод оптопары.
Управляющая цепь усиливает сигнал и подает его на управляющий электрод симметричного тиристора в момент прохождения синусоидального питающего напряжения через нуль. Последнее объясняется тем, что включение мощного симистора 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 на транзисторе VT1, задерживающий включение симистора до момента перехода питающего напряжения через нуль.
Если сигнал управления приходит при пике синусоидального напряжения сети, то в это время транзистор VT1 открыт и положительный сигнал, поступивший с выхода транзисторной оптопары, не включает составной транзистор VT2, VT3. Лишь при снижении мгновенного значения амплитуды питания, до значения при котором происходит запирание VT1, составной транзистор включается. В коллекторной цепи VT3 появляется сигнал, достаточный для отпирания симметричного тиристора VS1.
Рисунок 3.6 –
Принципиальная схема мощного
бесконтактного реле