在实际的微处理器应用系统中,大量使用的是开关量的驱动、控制。常用的功率开关接口器件及电路有功率开关驱动电路、功率型光耦合器、集成驱动芯片及固体继电器等。
微处理器输出信号一般比较微弱,需要对其进行功率放大,以满足伺服驱动的功率要求。在微处理器应用系统中,开关量都是通过微处理器的I/O口或扩展I/O口输出的,这些I/O口的驱动能力有限,常常不足以驱动一些功率开关,因此需要一些大功率开关接口电路。对一些小型功率开关,有时采用增加I/O接口驱动能力即可,如直接采用7406、7407芯片驱动指示LED或蜂鸣器。但是单纯提高I/O接口的驱动能力有限,所以在后向通道的一些大功率开关量控制接口中,常常采用功率开关电路。常见的功率开关电路有功率晶体管驱动电路、达林顿驱动电路、晶闸管电路、功率场效应晶体管电路(MOSFET)、机械继电器电路、固态继电器SSR(是一种无触点通断功率型电子开关,又名固态开关)等。
机械继电器电路在数字逻辑电路中最常用的机械继电器是簧式继电器。簧式继电器由两个磁性簧片组成,在受磁场作用时,两个簧片相接触而导通。功率场效应晶体管电路构成的功率开关驱动器件可高频工作,输入电流小,并能随意地截止,兼有晶体管开关的优点。场效应晶体管是电荷控制器件,只在开关的过程才需要电流,而且只要求微安级的输入电流,其控制的输出电流可以很大。
固态继电器(SSR)应用也比较多,它是一种无触点通断功率型电子开关,又名固态开关,当施加触发信号后其主回路呈导通状态,无信号时呈阻断状态。它利用分立器件和集成器件及微电子技术实现了控制回路(输入端)与负载回路(输出端)之间的电隔离及信号耦合,没有任何可动部件或触点,实现了具有相当于电磁继电器一样的功能。随着半导体技术的发展,固态开关性能不断提高,价格不断下降,在单片机应用系统的后向通道中的应用必定会更加广泛。(www.xing528.com)
固态继电器通常是一个四端组件,两个为输入端,两个为输出端。其结构至少由3部分组成,即输入电路、隔离部分和输出电路。
PLC输出信号经过光敏晶体管隔离放大后,可以驱动继电器线圈,继电器的触点可以带动后继的小功率执行器—电磁阀或电动机。如果后继的执行器功率较大,如超过继电器的工作功率和电流许可范围,则还需要加上一级接触器,实现PLC-继电器-接触器-大功率执行器的控制回路。
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