具有滯回特性的直流固態繼電器設計
1.2 隔離電路
本文采用光電耦合器(Optical Coupler,OC)作為繼電器的隔離電路,光電耦合器是一種半導體光電器件,它具有體積小、壽命長、抗干擾能力強、工作溫度寬及無觸點輸入與輸出、在電氣上完全隔離等特點。本設計選用型號為TLP127的光耦合器,該芯片適用于表面貼裝。 TLP127由砷化鎵紅外發光二極管,光耦合到達林頓光敏三極管與一個不可分割的基地發射電阻器組成,廣泛應用于可編程控制器、直流輸出模塊、電信等方面。
1.3 輸出電路
輸出電路由開關管T3,T4組成的兩級放大電路和續流二極管D3組成,輸出電路的通斷完全由輸入電路控制,輸入電壓使光電耦合器導通則輸出回路導通,即繼電器導通,反之則截止。可見,該繼電器的輸出穩定在一定值,不受負載的影響,端口相對獨立。
從以上的各部分電路原理分析可以看出,上述設計方案從理論上講,可以以小電流控制大電流,同時能夠分離繼電器的導通電壓和截止電壓,具備固態繼電器的開關功能。
2 電路仿真與參數測試
考慮到系統的可實現性,本文利用Multisim進行仿真。Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的Windows環境下的電路仿真軟件,不僅具有電路瞬態分析和穩態分析、時域和頻域分析、噪聲分析和直流分析等基本功能,而且還提供了離散傅里葉分析、電路零極點分析、交直流靈敏度分析和電路容差分析等電路分析方法。由于仿真軟件與現實元器件之間的差別,仿真實驗只對電路設計做定性分析,具體參數在實物電路板上進行測試。
2.1 電路仿真
按照設計方案在Multisim中搭建電路原理圖,輸入為線性電壓源,電壓范圍是0~24 V。仿真電路中用24 V直流電源與電阻R模擬受控回路連接在繼電器輸出端。輸入電壓上升過程中,當電路導通時,輸出端電壓會迅速下降;在輸入電壓下降過程中,當電路截止時,輸出端電壓會迅速上升。輸入電壓上升過程和下降過程波形分別如圖2、圖3所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/179092.htm
分析圖2、圖3可以得出當輸入電壓從0 V逐漸增加到24 V時,電路動作電壓值約為17.887 V,而當電壓從24 V逐漸減小到0 V時,電路電壓返回值約為10.212 V。仿真動作值與上述計算動作值相近,考慮到仿真誤差,二者的結果吻合。
2.2 電路參數測量
在實物電路板上進行參數測量,主要進行通斷電壓測量和導通時間測量。實物電路板如圖4所示。
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