В схемах с мощной нагрузкой и большой частотой переключений на смену электромагнитным реле и пускателям пришли силовые полупроводниковые переключатели с оптической развязкой. В настоящее время существуют приборы, позволяющие применять их в системах с непосредственным управлением от логических уровней микросхем типа ТТЛ, ТТЛШ, КМОП и др.
Для цепей переменного тока предпочтение отдается микросхемам с включением электронного ключа в момент прохождения напряжения через ноль. Это исключает большие импульсные помехи, возникновение коммутационных скачков напряжения из-за сказового сдвига между током и напряжением, а также снижает требования к сетевым фильтрам или позволяет обойтись без них.
Самопроизвольное включение силовых симисторов из-за случайных бросков напряжения при коммутации обмоток электроклапанов или электродвигателей может привести к межфазному замыканию. Для устранения этого применяют шунтирование силовых выводов демпфирующей RC-цепью. При включении мощных нагрузок при малых (близких к нулю) напряжениях существенно уменьшается амплитуда импульсов тока при работе с емкостными нагрузками. Кроме того, симисторы работают в мягком режиме и их надежность резко увеличивается.
Типичными представителями бесконтактных силовых коммутаторов являются оптоизоляторы МОC3031М/32М/ЗЗМ. МОC3041М/ 42М/43М. МОC3061М/62М/63М, МОC3162М/3163М, МОC3081/82/83 [1] (аналогичное описание есть также с логотипом Fairchild Semiconductor), выпускаемые в 6-выводном DlP-корпусе (рис.1). Они состоят из инфракрасного излучающего диода, оптически связанного с детектором двустороннего перехода напряжения через ноль, и выходного оптосимистора. Эти элементы удобны для использования с мощными симисторами, полупроводниковыми реле и другими промышленными элементами управления.
Микросхемы, маркировка которых заканчивается на 1, 2 и 3, обеспечивают включение нагрузки при подаче на светодиод тока, соответственно равного 15, 10 и 5 мА. Падение напряжения на инфракрасном светодиоде составляет 3 В. Микросхемы, предпоследняя цифра маркировки которых заканчивается на 3,4,6 и 8. предназначены для коммутации цепей с максимальным напряжением соответственно 250, 400, 600 и 800 В. Максимальная величина импульсного тока коммутации - 1А при продолжительности включения 100 мкс. Максимальный непрерывный ток коммутации - 60 мА.
Схема включения микросхем для управления симистором показана на рис. 2.
Для МОC303Х/МОC304Х/ МОC306Х/МОC308Х сопротивление R1 должно составлять соответственно 180, 360, 360 и 360 Ом. R2 - 1 кОм, 330, 360 и 330 Ом. Выходной ток ИМС может достигать 1 А, но только в момент включения силового симистора VS1. поэтому нельзя использовать этот выход как репейный, нагружая постоянной нагрузкой. К одному выходу может быть подключен только один симистор.
Более мощные симисторы могут быть подключены к микросхеме через промежуточные усиливающие симисторы.
В таблице приведены рекомендуемые симисторы для непосредственного подключения к приборам.
Симисторы должны устанавливаться на радиаторы. Следует учитывать, что рабочие токи, коммутируемые симисторами, зависят от температуры. Устаревшие симисторы типа ТС 161 требуют однополярного сигнала включения и не могут работать от этих микросхем.
В качестве силовых элементов вместо симисторов можно применять тиристоры, включенные встречно-параллельно (рис. 3).
Номиналы резисторов выбираются в соответствии с рекомендациями к рис. 2, диоды - 1 N4001.
В [2] приведены основные типы и параметры модулей российского производства.
Источники информации
Автор: В.Мельник. г.Днепродзержинск, Украина