Реле твердотільні серії КР293. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Реле твердотільні серії КР293. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Довідкові матеріали

Коментарі до статті

Інтегральні гібридні мікросхеми серії КР293 являють собою комутатори сигналів постійного та змінного струму з оптоелектронною розв'язкою між входом та виходом. За своїми електричними параметрами та функціональними можливостями ці мікросхеми у багатьох областях техніки можуть замінити електромеханічні реле. Дана обставина визначила широке використання в літературі терміна "твердотільне реле" для позначення інтегральних схем нової серії комутаційних приладів, принцип роботи яких був докладно розглянутий у журналі "Радіо" N2 за 1995 рік.

СКЛАД СЕРІЇ

В даний час до складу серії КР293 входять п'ять типів твердотільних реле КР293КП1 КР293КП5, кожен з яких утворений приладами двох типономіналів, наприклад КР293КП1 і КР293КП11. У свою чергу кожен типономінал мікросхеми містить три групи (група А, Б та В). Умовні графічні зображення інтегральних схем серії реле твердотілих представлені на рис.1.

Одноканальні реле КР293КП1АВ, КР293КП11АВ, КР293КП3АВ та КР293КП31АВ виконані у прямокутному пластмасовому шестививідному корпусі 2101-6, а двоканальні мікросхеми КР293КП2АВ, КР293КП21АВ, КР293 КР4КП293АВ - у восьмививідному корпусі типу 41-293.

Мікросхеми КР293КП1 КР293КП5 призначені для комутації сигналів як постійного, так і змінного струму, а КР293КП11 КР293КП51 - лише постійного. Твердотільні реле КР293КП1АВ, КР293КП11АВ, КР293КП2АВ і КР293КП21АВ мають, звані, нормально розімкнені контакти, тобто. відповідають реле типу А, а КР293КП3АВ, КР293КП31АВ, КР293КП4АВ і КР293КП41АВ є реле типу з нормально замкнутими контактами. Мікросхеми КР293КП5АВ та КР293КП51АВ можуть виконувати функції реле типу С, працюючи на перемикання.

тип 1А	тип 2А	тип 1В	тип 2В	тип 1А-1В
КР293КП1АВ	КР293КП2АВ	КР293КП3АВ	КР293КП4АВ	КР293КП5АВ
КР293КП11АВ	КР293КП21АВ	КР293КП31АВ	КР293КП41АВ	КР293КП51АВ

Рис. 1

Класифікація мікросхем за групами в межах кожного типономіналу проводиться за значеннями гранично - допустимої напруги комутації Uком та фізично пов'язаної з ним величини вихідного опору твердотільного реле у відкритому стані Rвих (Таблиця 1).

Таблиця 1

/	КР293КП1А КР293КП5А	КР293КП1А, КР293КП3А	КР293КП11А КР293КП51А
Uком, В	60	+ 60	+ 60
Rвих,Ом	5	1	2
-	КР293КП1Б КР293КП5Б	КР293КП1Б, КР293КП3Б	КР293КП11Б КР293КП51Б
Uком, В	230	+ 230	+ 230
Rвих, Ом	25	5	10
-	КР293КП1В КР293КП5В	КР293КП1В, КР293КП3В	КР293КП11В КР293КП51В
Uком, В	400	+ 400	+ 400
Rвих, Ом	50	10	20

Очевидно, що використовувати типономінали КР293КП2АВ, КР293КП4АВ та КР293КП5АВ замість КР293КП21АВ, КР293КП41АВ та КР293КП51АВ для комутації постійного струму не доцільно через високий вихідний опір К293 більш дешевими КР1КП293АВ і КР3КП293АВ, так як дозволяють при необхідності. мости в двоє знизити вихідний опір приладу, працюючи в спеціальному режимі включення, коли 11 і 293 виведення мікросхеми об'єднані та підключені до позитивного, а висновок 31 - до негативного потенціалу схеми, відповідно.

Наведені у таблиці1 значення параметрів відповідають наступним режимам виміру (Таблиця 2):

Таблиця 2

Параметр режиму	Режим вимірювання Rвих		Режим вимірювання Uком
	тип А	тип В		тип А	тип В
Пряма вхідна напруга Uвх,	-	0.8		0.8	-
Прямий вхідний струм Iвх, ма	5	-		-	5
Вихідний струм Iвих, ма	100	100		0.001	0.001

ЕЛЕКТРИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЛЕ

Твердотільні реле всіх типономіналів серії КР293 уніфіковані за вхідними характеристиками, які визначаються параметрами інфрачервоного діапазону, що використовується в приладі світловипромінюючого діода. Залежність величини прямої вхідної напруги Vвх та вихідного опору Rвих від рівня вхідного струму в діапазоні температур наведено на рис. 2 та 3, відповідно.

Твердотільні реле серії КР293
Рис. 2

Твердотільні реле серії КР293
Рис. 3

Слід зазначити, що зменшення вхідного струму щодо номінального значення крім безпосереднього збільшення вихідного опору призводить також до широкого розкиду значень цього параметра, в той час як завищення вхідних струмів практично не дає помітного поліпшення статичних характеристик приладу.

Використовуючи реле для комутації аналогового сигналу в лінійних схемах слід враховувати, що вихідна вольт-амперна характеристика приладу нелінійна поза діапазоном вихідних напруг -0.7...0.7, як це показано на рис.4. через шунтуючу дію вбудованого діода сток-витік МОП-транзисторів.

Твердотільні реле серії КР293
Рис. 4

Величина вхідного струму помітно впливає на динамічні параметри твердотільного реле. З наведеного рис.5 видно, що не слід працювати на вхідному струмі нижче від номінального. У той же час необхідно враховувати, що мікросхеми серії КР293 зберігають високі показники надійності, якщо середній вхідний струм не перевищуватиме 20 мА.

Твердотільні реле серії КР293
Ріс.5

Проста схема, що дозволяє отримати необхідні вхідні струм і напруга для надійного управління реле твердотілим представлена на рис.6.

Твердотільні реле серії КР293

Рис. 6

Резистор R1 встановлює рівень вхідного струму, а резистор R2 застосовується в тому випадку, якщо схема управління має струм витоку високого рівня настільки великий, що це не дозволяє підтримувати напругу на вході мікросхеми менше 0.8 В. У разі, коли потрібно зменшити час увімкнення приладу, рекомендується доповнити схему RC-ланцюжком імпульсного керування світлодіодом. У момент перемикання через світлодіод протікає імпульсний струм, що визначається RС-ланцюжком, що складається з резистора R3 і конденсатора С. Величина імпульсного струму не повинна перевищувати гранично-допустимого значення для реле 150 мА, також слід пам'ятати, що гранично допустимий рівень зворотної напруги на світлодіоді має перевищувати 3В.

ТЕПЛОВІ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЛЕ

Твердотельне реле є напівпровідниковим приладом, який зберігає свої функціональні можливості та високий рівень надійності, якщо робоча температура pn переходу Tп не перевищує 125°С. Тепло до мікросхеми може підводитися як з навколишнього середовища, температура якої Tс, так і в результаті тепловиділення в приладі в результаті резистивного нагріву головним чином у вихідних ланцюгах приладу при протіканні струму.

Ступінь перегріву pn переходу визначається величиною так званого теплового опору кристал - навколишнє середовище, Rк-с, яке для всіх типономіналів мікросхем серії КР293 становить 60°С/W. Допустима потужність Po(T), яку може розсіяти прилад при даній температурі, визначається наступним співвідношенням:

Pо(Tс) = (Tп - Tс) / Rп-с (1)

Таким чином, використовуючи залежність вихідного опору приладу у відкритому стані від температури, можна визначити допустимий середній робочий струм навантаження за заданої температури навколишнього середовища. Так як,

P(Tс) = (Iвих)² * Rвих (Tп) (2),

то з (1) та (2) отримаємо:

Iвих = (Tп - Tс) / Rп-з Rвих(Tп) ^1/2 (3)

Наприклад визначимо значення допустимого струму навантаження мікросхеми КР293КП1Б при Tс = 85°С. Вихідний опір приладу при температурі 25°С становить 25 Ом (див. таблицю 2), а відношення Rвих(125С)/Rвих(25С) за графіком на малюнку дорівнює 1.6, тоді Rвих(125С) = 25 * 1.6 = 40 Ом. Тепер, використовуючи (3), знайдемо Iвих = ( 125 - 85 ) / (60 *40) ^1/2= 0.12 (А) Зауважимо, що вираз (1) повинен використовуватися і для визначення граничного вихідного струму у вимкненому стані, який при даних значеннях температури навколишнього середовища Tс та гранично-допустимій напрузі на виході у стані вимкнено Uком не повинен перевищувати значень, розрахованих за наступною формулою:

Iвих P(Tс)/Uком = (Tп - Tс) / (Rп-с*Uком) (4)

Так для мікросхеми КР293КП1Б при Tс рівної 85С знайдемо Iвих (125 - 85) / (60 * 250) = 280 (мкА). Хоча знаходження приладу в стані пробою не є допустимим робочим режимом, оцінка несприятливих умов має бути виконана заздалегідь, що особливо важливо при роботі на індуктивне навантаження.

ВИХІДНА ЄМНІСТЬ У ВИКЛЮЧЕНОМУ СТАНІ

Ця ємність по суті є ємність обернено зміщеного діода стік-підкладка МОП-транзистора в стані, коли через світлодіод не протікає збуджуючий струм. Очевидно, що ця ємність забезпечує небажане проходження змінного сигналу в навантаження коли реле вимкнено. Спрощена еквівалентна схема реле для змінного струму показана на рис.7

Твердотільні реле серії КР293

Рис. 7

Для зниження вихідної ємності приладу використовується властивість зменшення бар'єрної ємності діода зі збільшенням зворотного усунення pn-переході. Зміщення повинно подаватися на один із вихідних контактів реле, при цьому напруга зміщення та максимальна амплітуда змінного сигналу в сумі не повинні перевищувати гранично допустимої напруги на виході приладу у вимкненому стані. Такий спосіб подачі усунення показаний на рис.8.

Твердотільні реле серії КР293

Рис. 8

При такому способі під зворотним зміщенням буде один з діодів МОП-транзисторів, інший діод в цьому випадку матиме нульове зміщення.

Існує інший спосіб подачі напруги усунення. Він полягає у використанні негативного джерела напруги, який, наприклад, є в телефонних станціях. Мінус джерела через високоомний резистор приєднується до 5-го виведення мікросхеми, як показано на рис.9, при цьому обидва діоди будуть під зворотним зміщенням. Сумарна вихідна ємність у цьому випадку буде вдвічі меншою, ніж при першому способі подачі зміщення.

Твердотільні реле серії КР293
Ріс.9

Резистор у ланцюзі зміщення Rсм. запобігає шунтуванню навантаження та джерела сигналу в стані, коли реле включено і має бути набагато більше ніж опір навантаження. У закритому стані резистор зміщення повинен бути набагато менше ємнісного опору для запобігання модуляції напруги зміщення ємнісними струмами. Наприклад, для комутаційних ланцюгів телефонних станцій при Rнагр.=600 Ом, Fсигн.=1000 кГц і Свих.=20пФ величина Rсм повинна лежати в інтервалі 0.5...5 МОм. На рис.10 зображено графік залежності вихідної ємності реле від зміщення напруги.

Твердотільні реле серії КР293
Ріс.10

НАПРУГ ІЗОЛЯЦІЇ

Параметр реле "напруга ізоляції" характеризує здатність реле витримувати прикладене між входом і виходом випробувальне напруження 1500 протягом однієї хвилини. Контрольованим параметром є струм витоку, який повинен перевищувати 10 мкА. У процесі виробництва здійснюється 100% контроль приладів на стійкість реле при застосуванні напруги ізоляції 1800 протягом 5 секунд. Величина напруги ізоляції 1500 В достатня для більшості промислових застосувань реле, де напруга мережі живлення не перевищує 220 В. Для застосувань, пов'язаних з підвищеними вимогами до надійності та електробезпеки обладнання (медична техніка, енергетика) випускається група з напругою ізоляції 4000 В. , Що напруга ізоляції є випробувальна напруга, що прикладається до приладу на короткий час і виробник не гарантує тривале перебування приладу під цією напругою.

Автор: Зешков Ю., м.Первоуральськ, Свердловської обл. ; Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Дивіться інші статті розділу Довідкові матеріали.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Натрійонні акумулятори 22.03.2021

Сьогодні літійні акумулятори панують на ринку ефективних систем зберігання енергії, але новітні натрійонні батареї вже готові витісняти їх у центрах обробки даних, у сфері телекомунікації, а також у домашніх та енергетичних системах резервного живлення.

Натрійонні акумулятори обіцяють бути дешевшими, безпечнішими та екологічнішими за літійні. Вони не містять небезпечних для здоров'я людини металів і речовин ні в катодах, ні в електроліті, а запасів натрію в земній корі в тисячі разів більше, ніж літію. Єдине, у чому натрійонні акумулятори поступаються літієвим – це приблизно вдвічі менша питома щільність зберігання енергії.

Так, якщо комерційні акумулятори, що містять літій, в середньому можуть зберігати 285 Втч/кг, то перспективні натрійіонні акумулятори обіцяють до 140 Втч/кг. Але це лише означає, що акумулятори натрійону невигідні в невеликих пристроях типу смартфонів, тоді як для джерел резервного живлення це не критично. Для великих систем важливо те, що вартість натрійонних акумуляторів буде на 10-20% менше, ніж літійних, і згодом ця різниця тільки збільшуватиметься.

Прототипи нових натрійонних елементів можуть забезпечувати густину енергії більше 140 Втч/кг. У той же час ведеться низка досліджень, які обіцяють наблизити ємність натрійонних акумуляторів до 200 Втч/кг, але це буде наступний етап розвитку подібних акумуляторних осередків.

Інші цікаві новини:

▪ Революційний чіп за один цент

▪ Світлодіодні лазери - загроза для літаків

▪ Кераміка мокне повільно

▪ Імунітет зберігає татуювання

▪ Робот заправляє космічний апарат

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Синтезатори частоти. Добірка статей

▪ стаття І хтось камінь поклав у його простягнуту руку. Крилатий вислів

▪ статья Яка тварина стала першим космонавтом? Детальна відповідь

▪ стаття Функціональний склад телевізорів Crown Довідник

▪ стаття Правила користування електричною енергією. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Електродвигуни та їх комутаційні апарати. Комутаційні апарати. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт