9zip.ru Инструкции Импульсное питание ИК светодиодов

Применение в простом ключевом выходе нетрадиционного варианта импульсного управления позволило уменьшить габариты схемы, минимизировать энергопотребление и тем отдалить таянье ледников Антарктиды.

Для того, чтобы включить мощный оптоэлектронный тиристор или симистор достаточно дать ток через его встроенный ИК излучающий диод. Просто, чисто, безопасно. Ставь и радуйся.

В нашем случае счастью препятствовало относительно высокое (только +24V, хотя бывает и выше) напряжение, которое в устройстве должно было питать все ИК диоды. Токи диодов запуска мощых симисторов довольно велики - около 100 мА, так что при питании восьми выходных ключей на гасящих резисторах надо было рассеять внутри небольшого блока 20W. Для имеющейся плат и корзины контроллера это было слишком.

Обычно в таких случаях исходное высокое напряжение (+24V) понижают экономичным (холодным) импульсным стабилизатором до приемлемой величины (например, 5V) и далее используют обычные транзисторные ключи для управления ИК диодами оптронов.

Здесь, исключительно из хулиганских побуждений (так веселее), на ИК диоды вместо постоянного тока подаётся последовательность импульсов. Каждый из них может открыть силовой ключ. Импульсное включение для силовых приборов нормально и широко используется при фазовом регулировании. Выбором частоты импульсов всегда можно добиться включения с ошибкой по фазе, которую можно считать допустимой.

Формирование транзисторными ключами коротких импульсов тока в ИК диодах выделяет тепло на балластных резисторах пропорционально среднему току, а он определяется скважностью последовательности. Это минимум в десять раз меньше, чем при питании постоянным током.

Итак, используем более слабые и маленькие транзисторы и резисторы. Плата драйверов получается аккуратная и вполне в духе времени (см. пример ↓). Контроллеры с ними работают отменно, всегда здоровы, чего и вам желают.

Узел импульсного питания

Генератор импульсов D1 выполнен на широко известном таймере КР1006ВИ1 (аналог NE555). У него достаточно стабильности для работы во всём диапазоне индустриальных температур. Короткие импульсы положительной полярности с его выхода (конт.3) через цепочку C3 R3 открывают запертый в обычном состоянии транзистор VT2. Он начинает пропускать базовый ток мощного транзистора VT1 и открывает его для импульса тока, создаваемого напряжением 24V, в нагрузку. Минимальной нагрузкой ключевого каскада является светодиод HL1, подключённый через токоограничивающий резистор R5. Его свет сигнализирует о нормальной работе выходного каскада.

Внимательный читатель заметит, что транзистор VT2, вроде бы лишний. Выходной каскад D1 можно было бы подключить через резистор R4 прямо к базе VT1.

Реализованный вариант чуть сложнее, но надёжнее. При пропадании импульсов с генератора, например при снятии с него питания, мощный каскад останется в выключенном состоянии. Изменение времязадающих цепей генератора или самой микросхемы, связанных с уширением открывающего импульса, также безопасно для нагрузки, поскольку в этом случае параметры цепочки C3R3 становятся для них дифференцирующими и VT2 будет отпираться положительным выбросом с дифференцирующей цепочки.

Ключ управления оптоэлектронным прибором с импульсным питанием

Здесь использован транзистор КТ3117Б с максимальным коллекторным напряжением 75В, непрерывным током коллектора 400 мА и импульсным 800 мА. Коэффициент усиления h21 (β) находится в диапазоне 100...300 и позволяет без подбора экземпляров управляться от стандартных выходов любых ТТЛ семейств микросхем. и КМОП серий с мощными выходами, например 1554.

Значение устанавливающего ток базы резистора R1 указано для работы с микросхемами, имеющими ток управляющего включением транзистора низкого логического уровня более 10 мкА.

Для работы от КМОП выходов микромощных серий 560, 561, 1561, 74С желательно использовать специально спроектированные для этого транзисторы со свервысоким β КТ972, КТ8131.

Индикация включения выходного ключа осуществляется по зажиганию светодиода HL1. Его тип значения не имеет и помечен ***. Наличие цепи HL1 R2 не является обязательным. Индикация состояния выхода вполне может быть осуществлена в вашем случае и иным образом.

Следует заметить, что параметры тока в цепи ИК диода оптоэлектронного прибора часто оказываются приемлемыми и для светодиода, что позволяет включить их последовательно. Тогда резистор R2 не нужен, а режим VT1 по току существенно облегчается.
Пример конструкции драйвера на восемь портов

Драйвер управляет группой мощных оптосимисторов.

Этот модуль предназначался для модернизации платы выходов промышленного контроллера . На этих конкретных платах существовавшая светодиодная индикация состояний портов вкл./выкл., модернизации не подвергалась и в схемы ключей не содержат цепочек nHD1 nR1. Значение токоограничивающего резистора R3 - 180 Ом.

Схемы ожидаются.

Понравилась статья? Штрилиц говорит: поделись с друзьями!