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Nœuds exécutifs des régimes. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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À la maison, les actionneurs sont de nombreux consommateurs d'énergie : lampes d'éclairage, radiateurs, moteurs électriques, électro-aimants, alarmes sonores et bien d'autres. Le plus souvent, ils sont alimentés par un réseau 220 V (50 Hz) et des options de circuits bien connues peuvent être utilisées pour les allumer.

Considérons ceux qui assurent une isolation galvanique des circuits de commande. Un tel découplage est nécessaire non seulement à des fins de sécurité électrique pendant le fonctionnement de l'appareil, mais permet souvent également de faciliter l'appariement des composants individuels du circuit. Pour contrôler tout appareil alimenté directement depuis le réseau, vous pouvez utiliser des circuits sur les éléments suivants :

1) relais électromagnétiques - c'est la méthode la plus ancienne, la plus simple et la plus universelle, et également assez bon marché. Cette dernière circonstance contribue à l'utilisation généralisée des relais non seulement dans les équipements domestiques, mais également dans les équipements industriels. Pour contrôler le relais, un courant constant de 10 mA (pour les interrupteurs Reed) à 300 mA (pour les interrupteurs électromagnétiques de puissance) est requis à partir de la source.

Le relais présente de nombreux inconvénients : temps de réponse relativement long (5...100 ms) ; rebond de contact lors de la commutation ; étincelles de contacts à des courants de commutation élevés, ce qui les fait griller et tomber en panne (petite ressource) ; créer du bruit lors de la commutation et un certain nombre d'autres, moins importants. Dans les équipements radio modernes, si possible, ils essaient de s'en passer et d'utiliser uniquement des commutateurs électroniques ;

2) transformateurs d'impulsions - pour transmettre des signaux de commande aux interrupteurs de puissance. Les plus simples de ces schémas sont présentés sur la Fig. 1.2 (les éléments marqués d'un astérisque ne sont parfois pas utilisés). Malheureusement, la fabrication des transformateurs demande beaucoup de main d’œuvre et est de grandes dimensions ;

Nœuds exécutifs du schéma
Riz. 1.2. Circuits avec isolation par transformateur des signaux de commande du circuit de puissance : a - pour les thyristors, b - pour les triacs

3) des optocoupleurs élémentaires (transistor, thyristor et triac) pour contrôler les thyristors ou triacs de puissance, comme le montre la Fig. 1.3, un à d. La lampe EL1 est représentée partout comme une charge, bien que l'enroulement d'un chauffage, d'un moteur électrique ou d'un transformateur puisse être allumé à la place. En raison du faible courant de commande (5...15 mA - le courant peut être pulsé), de la grande fiabilité et du faible prix, ces circuits sont très largement utilisés dans les équipements radio ;

(cliquez pour agrandir)

Nœuds exécutifs du schéma
Riz. 1.3. Circuits à base d'optocoupleurs pour la gestion de la charge du réseau

Pour accélérer la commutation de l'interrupteur d'alimentation, une chaîne RC est parfois utilisée, représentée en pointillés dans les schémas, mais même sans elle, les performances de tels interrupteurs électroniques sont bien supérieures à celles d'un relais (environ 0,5 ms). Lorsqu'ils sont déclenchés, ils ne produisent pas d'étincelles, ne créent pas de bruit acoustique et peuvent résister à des surintensités à court terme au centuple, qui se produisent souvent lors de la commutation de charges réactives (moteurs électriques, transformateurs).

Certains optocoupleurs ont un « organe nul » à l'intérieur - un circuit spécial qui garantit que le commutateur ne fonctionne qu'immédiatement après que la tension secteur passe à zéro (voir la section de référence), ce qui réduit les interférences de commutation.

4) optothyristors de puissance et optotriacs symétriques (également appelés optosimistors). Dans ceux-ci, un optocoupleur est installé à l'intérieur du boîtier de l'élément de puissance. Ces composants présentent les mêmes avantages que les thyristors et triacs classiques : ils peuvent être utilisés pour commuter n'importe quelle charge sur courant alternatif, Fig. 1.4, mais ces composants nécessitent plus de courant du circuit de commande pour fonctionner (jusqu'à 100...150 mA - le courant peut être pulsé) ;

Riz. 1.4. Circuits de commutation de charge basés sur des optothyristors (a) et des optosimistors (b) (cliquez pour agrandir)

5) relais statiques - ils sont fabriqués sur la base de puissants transistors à effet de champ ou triacs. En termes de capacités, ils sont proches des relais conventionnels (spécialement conçus pour les remplacer, c'est pourquoi la diffusion de ce nom est associée), seulement ils sont beaucoup plus fiables et de plus petite taille, ont une vitesse supérieure à tous les types d'autres commutateurs électroniques et nécessitent un faible courant de commande (1,25 mA). La plupart de ces composants peuvent fonctionner non seulement en courant alternatif, mais également en courant continu.

Le marché propose un large assortiment de relais statiques nationaux et importés avec différentes structures internes et conçus pour différents courants. En figue. La figure 1.5 montre une structure interne simplifiée et un exemple de circuit de connexion de charge AC et DC pour certains d'entre eux seulement.

Nœuds exécutifs du schéma
Riz. 1.5. Circuits de commutation basés sur des relais optoélectroniques à semi-conducteurs : a - pour courant alternatif ; b - pour courant continu

Ce qu'il est préférable d'utiliser dans un circuit comme commutateur dépend de la vitesse requise du système. Pour les processus lents, les relais électromécaniques conviennent dans de nombreux cas. Si une vitesse élevée est nécessaire, mais que les dimensions ne jouent pas un grand rôle, des transformateurs sont utilisés. Lorsque non seulement la vitesse est requise, mais également une fiabilité accrue, des commutateurs optoélectroniques sont utilisés pour le courant nominal correspondant. Les composants optoélectroniques sont décrits de manière suffisamment détaillée dans la section de référence du livre, et grâce à ces informations, vous pouvez facilement trouver celui qui vous convient.

Auteur : Shelestov I.P.

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