大功率驅(qū)動電路.ppt

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1、功率驅(qū)動電路1三極管驅(qū)動電路2繼電器驅(qū)動電路3晶閘管驅(qū)動電路4固態(tài)繼電器驅(qū)動電路5直流電動機驅(qū)動接口電路6步進電動機及驅(qū)動電路引言數(shù)字量輸出通道簡稱DO通道，它的任務(wù)是把計算機輸出的微弱數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成能對生產(chǎn)過程進行控制的數(shù)字驅(qū)動信號。根據(jù)現(xiàn)場負荷的不同，如指示燈、繼電器、接觸器、電機、閥門等，可以選用不同的功率放大器件構(gòu)成不同的開關(guān)量驅(qū)動輸出通道。常用的有三極管輸出驅(qū)動電路、繼電器輸出驅(qū)動電路、晶閘管輸出驅(qū)動電路、固態(tài)繼電器輸出驅(qū)動電路等。對于低壓情況下的小電流開關(guān)量，用功率三極管就可作開關(guān)驅(qū)動組件，其輸出電流就是輸入電流與三極管增益的乘積。三極管驅(qū)動電路1

2、.普通三極管驅(qū)動電路當(dāng)驅(qū)動電流只有十幾mA或幾十mA時，只要采用一個普通的功率三極管就能構(gòu)成驅(qū)動電路，如圖3-7-1所示。2.達林頓驅(qū)動電路當(dāng)驅(qū)動電流需要達到幾百毫安時，如驅(qū)動中功率繼電器、電磁開關(guān)等裝置，輸出電路必須采取多級放大或提高三極管增益的辦法。達林頓陣列驅(qū)動器是由多對兩個三極管組成的達林頓復(fù)合管構(gòu)成，它具有高輸入阻抗、高增益、輸出功率大及保護措施完善的特點，同時多對復(fù)合管也非常適用于計算機控制系統(tǒng)中的多路負荷。圖3-7-2給出達林頓陣列驅(qū)動器MC1416的結(jié)構(gòu)圖與每對復(fù)合管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，MC1416內(nèi)含7對達林頓復(fù)合管，每個復(fù)合管的集電極電流可達500

3、mA，截止時能承受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(fā)生的正向過沖，D1、D3可抑制低電平上的負向過沖。圖3-7-3為達林頓陣列驅(qū)動中的一路驅(qū)動電路，當(dāng)CPU數(shù)據(jù)線Di輸出數(shù)字“0”即低電平時，經(jīng)7406反相鎖存器變?yōu)楦唠娖剑惯_林頓復(fù)合管導(dǎo)通，產(chǎn)生的幾百毫安集電極電流足以驅(qū)動負載線圈，而且利用復(fù)合管內(nèi)的保護二極管構(gòu)成了負荷線圈斷電時產(chǎn)生的反向電動勢的泄流回路。繼電器驅(qū)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(guān)量輸出是一種最常用

4、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(shè)備。圖3-7-4繼電器原理繼電器驅(qū)動電路的設(shè)計要根據(jù)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(qū)動。繼電器的驅(qū)動電路驅(qū)動電路的設(shè)計要根據(jù)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?3-7-5為經(jīng)光耦隔離器的繼電器輸出驅(qū)動電路，當(dāng)CPU數(shù)據(jù)線Di?輸出數(shù)字“1”即高電平時，經(jīng)7406反相驅(qū)動器變

5、為低電平，光耦隔離器的發(fā)光二極管導(dǎo)通且發(fā)光，使光敏三極管導(dǎo)通，繼電器線圈KA得電，動合觸點閉合，從而驅(qū)動大型負荷設(shè)備。由于繼電器線圈是電感性負載，當(dāng)電路突然關(guān)斷時，會出現(xiàn)較高的電感性浪涌電壓，為了保護驅(qū)動器件，應(yīng)在繼電器線圈兩端并聯(lián)一個阻尼二極管，為電感線圈提供一個電流泄放回路。晶閘管驅(qū)動電路晶閘管又稱可控硅（SCR），是一種大功率的半導(dǎo)體器件，具有用小功率控制大功率、開關(guān)無觸點等特點，在交直流電機調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。晶閘管是一個三端器件，其符號表示如圖3-7-6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(dāng)陽、陰極

6、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(fā)電流值時，晶閘管由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)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(dǎo)通變?yōu)榻刂?。單向晶閘管具有單向?qū)щ姽δ?，在控制系統(tǒng)中多用于直流大電流場合，也可在交流系統(tǒng)中用于大功率整流回路。單向晶閘管雙向晶閘管圖3-7-6晶閘管的結(jié)構(gòu)符號雙向晶閘管也叫三端雙向可控硅，在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于兩個單向晶閘管的反向并聯(lián)，但共享一個控制極，結(jié)構(gòu)如圖（b）所示。當(dāng)兩個電極T1、T2之間的電壓大于1.5V時，不論極性如何，便可利用控制極G觸發(fā)電流控制其導(dǎo)通。雙向晶閘管具有雙向?qū)üδ?，因此特別適用

7、于交流大電流場合。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?3-7-7為經(jīng)光耦隔離的雙向晶閘管輸出驅(qū)動電路，當(dāng)CPU數(shù)據(jù)線Di?輸出數(shù)字“1”時，經(jīng)7406反相變?yōu)榈碗娖?，光耦二極管導(dǎo)通，使光敏晶閘管導(dǎo)通，導(dǎo)通電流再觸發(fā)雙向晶閘管導(dǎo)通，從而驅(qū)動大型交流負荷設(shè)備RL。固態(tài)繼電器驅(qū)動電路固態(tài)繼電器?SSR??SolidStateRelay??是一種新型的無觸點開關(guān)的電子繼電器，它利用電子技術(shù)實現(xiàn)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(xiàn)電磁繼電器的功能，故稱為固態(tài)繼電器。它具有體積

8、小、開關(guān)速度快、無機械噪聲、無抖動和回