Nodos ejecutivos de los esquemas. Esquema, descripción

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Nodos ejecutivos de los esquemas. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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En el hogar, varios consumidores de energía activan dispositivos: lámparas de iluminación, calentadores, motores eléctricos, electroimanes, dispositivos de señalización de sonido y muchos otros. En la mayoría de los casos, funcionan con una red de 220 V (50 Hz) y se pueden usar opciones de circuitos conocidas para encenderlos.

Considere aquellos de ellos que proporcionan aislamiento galvánico de los circuitos de control. Tal desacoplamiento es necesario no solo para fines de seguridad eléctrica durante el funcionamiento del dispositivo, sino que a menudo también brinda la conveniencia de emparejar nodos de circuitos individuales. Para controlar cualquier dispositivo que se alimente directamente de la red, puede utilizar los diagramas de los siguientes elementos:

1) relés electromagnéticos: esta es la forma más antigua, simple y versátil, y también bastante económica. La última circunstancia contribuye al uso generalizado de relés no solo en el hogar, sino también en equipos industriales. Para controlar el relé, se requiere una corriente continua desde la fuente de 10 mA (para interruptores de láminas) a 300 mA (para electromagnéticos de potencia).

El relé tiene muchas desventajas: tiempo de respuesta relativamente largo (5...100 ms); rebote de contactos al cambiar; chispas de contactos a altas corrientes conmutadas, por lo que se queman y fallan (pequeño recurso); crear ruido al cambiar y una serie de otros menos importantes. En los equipos de radio modernos, si es posible, intentan prescindir de ellos y usan solo interruptores electrónicos;

2) transformadores de pulso: para la transmisión de señales de control a los interruptores de potencia. El más simple de estos esquemas se muestra en la Fig. 1.2 (los elementos marcados con un asterisco a veces no se utilizan). Desafortunadamente, los transformadores son laboriosos de fabricar y tienen grandes dimensiones;

Esquema de nodos ejecutivos
Arroz. 1.2. Esquemas con aislamiento de transformador de señales de control del circuito de potencia: a - para tiristores, b - para triacs

3) optoacopladores elementales (transistor, tiristor y triac) para controlar tiristores o triacs de potencia, como se muestra en la fig. 1.3, a-e. La lámpara EL1 se muestra en todas partes como una carga, aunque en su lugar se puede incluir el devanado de un calentador, un motor eléctrico o un transformador. Debido a la baja corriente de control (5 ... 15 mA - la corriente puede ser pulsada), alta confiabilidad y bajo precio, estos circuitos son muy utilizados en equipos de radio;

(haga clic para agrandar)

Esquema de nodos ejecutivos
Arroz. 1.3. Circuitos basados en optoacopladores para la gestión de carga de red

Para acelerar la conmutación del interruptor de alimentación, a veces se usa un circuito RC, que se muestra en los diagramas con una línea de puntos, pero incluso sin él, la velocidad de dichos interruptores electrónicos es mucho mayor que la de un relé (alrededor de 0,5 ms) . Cuando se disparan, no producen chispas, no crean ruido acústico y soportan sobrecargas de corriente de cien veces a corto plazo, que a menudo ocurren cuando se conmutan cargas reactivas (motores eléctricos, transformadores).

Algunos optoacopladores tienen un "órgano nulo" en el interior, un circuito especial que garantiza que el interruptor se active solo inmediatamente después de que el voltaje de la red pase por cero (consulte la sección de referencia), lo que reduce el ruido de conmutación.

4) optotiristores de potencia y optotriacos simétricos (también llamados optotriacos). En ellos, el optoacoplador se instala en el interior del cuerpo del elemento de potencia. Estos componentes tienen las mismas ventajas que los tiristores y triacs convencionales: se pueden utilizar para conmutar cualquier carga, en corriente alterna, fig. 1.4, pero tales nodos requieren más corriente del circuito de control (hasta 100 ... 150 mA, la corriente puede ser pulsada);

Arroz. 1.4. Circuitos de conmutación de carga basados en optotiristores (a) y optotriacs (b) (haga clic para ampliar)

5) relés de estado sólido: están hechos sobre la base de potentes transistores o triacs de efecto de campo. En cuanto a sus capacidades, se acercan a los relés convencionales (especialmente diseñados para reemplazarlos, razón por la cual se difundió tal nombre), solo que son mucho más confiables y de menor tamaño, tienen mayor velocidad que todo tipo de otros interruptores electrónicos y requieren una pequeña corriente de control (1,25 mA). La mayoría de estos componentes pueden funcionar no solo con corriente alterna, sino también con corriente continua.

Existe en el mercado una amplia gama de relés de estado sólido de producción nacional y extranjera con diferente estructura interna, diseñados para diferentes corrientes. En la fig. 1.5 muestra una estructura interna simplificada y un ejemplo de un circuito de conmutación de carga de CA y CC solo para algunos de ellos.

Esquema de nodos ejecutivos
Arroz. 1.5. Esquemas de interruptores basados en un relé optoelectrónico de estado sólido: a - para corriente alterna; b - para corriente continua

Lo que es mejor usar en el circuito como interruptor depende de la velocidad requerida del sistema. Para procesos lentos, los relés electromecánicos son adecuados en muchos casos. Si se necesita alta velocidad y las dimensiones no juegan un papel importante, se utilizan transformadores. Cuando no solo se requiere velocidad, sino también una mayor fiabilidad, se utilizan interruptores optoelectrónicos para la corriente nominal correspondiente. Los componentes de la optoelectrónica se describen con suficiente detalle en la sección de referencia del libro y, con esta información, puede encontrar fácilmente el correcto.

Autor: Shelestov I.P.

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