計算機控制技術第二章-資料下載頁

　　

【正文】 能承受 100V電壓，其輸入輸出端均有箝位二極管，輸出箝位二極管 D2抑制高電位上發生的正向過沖， D D3可抑制低電平上的負向過沖。 1C 2C 3C 4C 5C 6C 7C CO M16 15 14 13 12 11 10 9G N D7B6B5B4B3B2B1B1 2 3 4 5 6 7 8BR 0R 1D 1R 2T 1T 2D 3CED 2 CO M3kΩ(a)MC1 4716 結構圖 （ b ）復合管內部結構圖 4 7 M C 14 16 達林頓陣列驅動器 圖 48為達林頓陣列驅動中的一路驅動電路，當 CPU數據線 Di 輸出數字 “ 0” 即低電平時，經 7406反相鎖存器變為高電平，使達林頓復合管導通，產生的幾百毫安集電極電流足以驅動負載線圈，而且利用復合管內的保護二極管構成了負荷線圈斷電時產生的反向電動勢的泄流回路。 圖 4 8 達林頓陣列驅動電路740 6達林頓復合管負荷線圈+24 VD i1B1CG ND鏈接動畫 2 繼電器驅動電路 電磁繼電器主要由線圈、鐵心、銜鐵和觸點等部件組成，簡稱為繼電器，它分為電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器等幾種類型。繼電器方式的開關量輸出是一種最常用的輸出方式，通過弱電控制外界交流或直流的高電壓、大電流設備。 DL K控制電流 外部設備線圈 鐵芯 觸點銜鐵 繼電器驅動電路的設計要根據所用繼電器線圈的吸合電壓和電流而定，控制電流一定要大于繼電器的吸合電流才能使繼電器可靠地工作。 常用的繼電器有 電壓繼電器 、 電流繼電器 、 中間繼電器 等幾種類型 。 由于繼電器線圈需要一定的電流才能動作 ， 所以必須采取措施加以驅動 。 繼電器的驅動電路 驅動電路的設計要根據所用繼電器線圈的吸合電壓和電流而定 ， 一定要大于繼電器的吸合電流才能使繼電器可靠地工作 。 圖 49為經光耦隔離器的繼電器輸出驅動電路，當 CPU數據線 Di 輸出數字“ 1”即高電平時，經 7406反相驅動器變為低電平，光耦隔離器的發光二極管導通且發光，使光敏三極管導通，繼電器線圈 KA得電，動合觸點閉合，從而驅動大型負荷設備。 由于繼電器線圈是電感性負載，當電路突然關斷時，會出現較高的電感性浪涌電壓，為了保護驅動器件，應在繼電器線圈兩端并聯一個阻尼二極管，為電感線圈提供一個電流泄放回路。 cVpV耦光6047KA 220V圖 49 繼電器輸出驅動電路D i鏈接動畫 3 晶閘管驅動電路 晶閘管又稱可控硅 （ SCR） ，是一種大功率的半導體器件 ， 具有用小功率控制大功率 、 開關無觸點等特點 ， 在交直流電機調速系統 、調功系統 、 隨動系統中應用廣泛 。 晶閘管是一個三端器件，其符號表示如圖 410所示，（ a）為單向晶閘管，有陽極 A、陰極 K、控制極（門極） G三個極。當陽、陰極之間加正壓時，控制極與陰極兩端也施加正壓使控制極電流增大到觸發電流值時，晶閘管由截止轉為導通；只有在陽、陰極間施加反向電壓或陽極電流減小到維持電流以下，晶閘管才由導通變為截止。單向晶閘管具有單向導電功能，在控制系統中多用于直流大電流場合，也可在交流系統中用于大功率整流回路。 AGKT2T1G 雙向晶閘管也叫三端雙向可控硅，在結構上相當于兩個單向晶閘管的反向并聯，但共享一個控制極，結構如圖（ b）所示。當兩個電極 TT2之間的電壓大于 ，不論極性如何，便可利用控制極 G觸發電流控制其導通。雙向晶閘管具有雙向導通功能，因此特別適用于交流大電流場合。 +5V60471 8 0 Ω 4 0 0 Ω4 7 Ω0 .0 1 μ FT2GT1KSM O C3 0 4 12 2 0 V～圖 4 1 1 雙向晶閘管輸出驅動電路RLD i鏈接動畫 晶閘管常用于高電壓大電流的負載，不適宜與 CPU直接相連，在實際使用時要采用隔離措施。圖 411為經光耦隔離的雙向晶閘管輸出驅動電路，當 CPU數據線 Di 輸出數字 “ 1”時，經 7406反相變為低電平，光耦二極管導通，使光敏晶閘管導通，導通電流再觸發雙向晶閘管導通，從而驅動大型交流負荷設備 RL。 4 固態繼電器驅動電路 固態繼電器 SSR ( Solid State Relay)是一種新型的無觸點開關的電子繼電器，它利用電子技術實現了控制回路與負載回路之間的電隔離和信號耦合，而且沒有任何可動部件或觸點，卻能實現電磁繼電器的功能，故稱為固態繼電器。它具有體積小、開關速度快、無機械噪聲、無抖動和回跳、壽命長等傳統繼電器無法比擬的優點，在計算機控制系統中得到廣泛的應用，大有取代電磁繼電器之勢 。 固態繼電器 SSR是一個四端組件，有兩個輸入端、兩個輸出端，其內部結構類似于圖 411中的晶閘管輸出驅動電路。圖 412所示為其結構原理圖，共由五部分組成。光耦隔離電路的作用是在輸入與輸出之間起信號傳遞作用，同時使兩端在電氣上完全隔離；控制觸發電路是為后級提供一個觸發信號，使電子開關（三極管或晶閘管）能可靠地導通；電子開關電路用來接通或關斷直流或交流負載電源；吸收保護電路的功能是為了防止電源的尖峰和浪涌對開關電路產生干擾造成開關的誤動作或損害，一般由 RC串聯網絡和壓敏電阻組成；零壓檢測電路是為交流型 SSR過零觸發而設置的。 ? SSR 的輸入端與晶體管、 TTL、 CMOS 電路兼容，輸出端利用器件內的電子開關來接通和斷開負載。工作時只要在輸入端施加一定的弱電信號，就可以控制輸出端大電流負載的通斷。 SSR的輸出端可以是直流也可以是交流，分別稱為直流型 SSR 和交流型 SSR 。直流型 SSR 內部的開關組件為功率三極管，交流型 SSR內部的開關組件為雙向晶閘管。而交流型 SSR按控制觸發方式不同又可分為過零型和移相型兩種，其中應用最廣泛的是過零型。 ? 過零型交流 SSR是指當輸入端加入控制信號后，需等待負載電源電壓過零時， SSR才為導通狀態；而斷開控制信號后，也要等待交流電壓過零時， SSR才為斷開狀態。移相型交流 SSR的斷開條件同過零型交流 SSR，但其導通條件簡單，只要加入控制信號，不管負載電流相位如何，立即導通。 直流型 SSR的輸入控制信號與輸出完全同步。直流型 SSR 主要用于直流大功率控制。一般取輸入電壓為 4 32 V，輸入電流5 10 mA。它的輸出端為晶體管輸出，輸出工作電壓為 30 180 V。 交流型 SSR 主要用于交流大功率控制。一般取輸入電壓為 4~32V，輸入電流小于500 mA。它的輸出端為雙向晶閘管，一般額定電流在 1A ，電壓多為 380 V 或220 V。圖 413 為一種常用的固態繼電器驅動電路，當數據線 Di 輸出數字 “ 0”時，經7406反相變為高電平，使 NPN型三極管導通 , SSR輸入端得電則輸出端接通大型交流負荷設備 RL。 6047cVLRRSS～_圖 4 1 3 固態繼電器輸出驅動電路交流電源+ ～D i鏈接動畫 當然，在實際使用中，要特別注意固態繼電器的過電流與過電壓保護以及浪涌電流的承受等工程問題，在選用固態繼電器的額定工作電流與額定工作電壓時，一般要遠大于實際負載的電流與電壓，而且輸出驅動電路中仍要考慮增加阻容吸收組件。具體電路與參數請參考生產廠家有關手冊。 DI/DO模板 把上述數字量輸入通道或數字量輸出通道設計在一塊模板上 , 就稱為 DI模板或 DO模板，也可統稱為數字量 I/O模板。圖 414為含有 DI通道和 DO通道的 PC總線數字量 I/O模板的結構框圖，由 PC總線接口邏輯、 I/O功能邏輯、 I/O電氣接口等三部分組成。如圖414所示。 總線接口邏輯I/O 功能邏輯 I/O 電氣接口輸入片址 譯 碼圖 4 14 數字量 I/O 模板結構框圖基址譯碼輸出片址 譯 碼 數 據緩沖器輸出片址輸入片址 輸 入緩沖器 輸 出緩沖器來自外部設備 去 外部設備輸入調理電路輸出驅動電路基址A2A0A7A3D7D0IO W PC總線NEAIO R鏈接動畫