电路选项探索问题，继电器驱动器的解决方案！发表时间：2022-05-27 11:10 继电器通常使用光耦合器驱动，光耦合器在模拟接地和数字接地之间提供隔离，以确保继电器线圈中的开关电流不会影响数字电路的噪声裕量。为了通过基于总线的背板驱动大量继电器，板载复杂可编程逻辑器件（CPLD）/FPGA为I/O板提供接口和诊断。 ULN2803达林顿晶体管的基极电流由光耦合器控制，用于驱动继电器。为了最大限度地降低CPLD的功耗，其输出连接到光耦合器的阴极，而阳极则通过限流电阻连接到+5V。 在典型的基于总线的背板系统中，分别使用+5V和+24V为数字逻辑和继电器线圈供电。当我们在继电器线圈电源之前独立关闭数字电路电源时，问题就开始了。在图1的电路中，CPLD必须输出逻辑“1”（+5V），以确保继电器关闭。当数字电源关闭时，电源开始衰减，时间常数取决于负载。 1.成熟的继电器驱动电路使用光耦合器来隔离低压数控信号电路（左）和继电器作为负载（右）之间的接地和噪声耦合。达林顿晶体管提供足够的电流增益来激励继电器线圈。
当+5V达到2.5V时，CPLD输出变为逻辑零，导致光耦合器将达林顿晶体管打开。这反过来又为继电器注入了活力。当电源衰减至+1.2V时，它会关闭光耦合器，从而使继电器断电。由于电源排序不当，继电器的这种间歇性通电可能会在关键应用中引起问题。 例如，继电器可能正在驱动安全阀，而电源关闭会导致安全阀致动或去驱动，从而导致关键的过程干扰。上电期间也会发生类似事件，此时+5V的斜坡上升速度低于+24V。 图2中的蓝色和粉红色线分别表示+5V和继电器的常开（NO）触点。通电的持续时间与+2.5V至+1.2V转换之间的时间直接相关，之后继电器将永久断电。
2.如这些波形所示，上电/断电时序问题会导致继电器间歇性通电/断电（蓝色为+5V;粉红色为继电器的无触点）。 解决方案：第一战略 必须不惜一切代价避免这种不良情况，特别是当继电器驱动安全系统时。对工厂现有系统进行设计变更的建议将产生严重的财务影响。缓解此问题的最简单方法是确保在上电和断电条件下正确上电（图3）。
3.添加电源监控IC可确保正确排序，从而消除间歇性继电器操作。 策略是通过中间逻辑（背负板）向继电器线圈提供询问电压，而不是直接从+24V电源供电。该电路由一个功率监控IC、一个晶体管和一个外部继电器组成。正常工作期间，当+5V稳定时，晶体管Q1导通，继电器通电，+24V通过外部继电器的触点供电。 电源监控IC持续监控电源线。在断电瞬变期间，当电压低于4.63V时，晶体管关闭。这反过来又使继电器断电，然后迅速切断供应给继电器线圈的电源。 由于+24V电源是瞬间移除的，继电器不会经历任何间歇性开关。同样，在上电条件下，电源监控IC在+5V达到稳定性后200ms产生高电平有效输出。这反过来又打开晶体管和后续继电器，并恢复继电器线圈到从机I/O板的电源。 因此，在上电和断电瞬变期间，该电路可最大限度地减少I/O板的间歇性继电器通电。唯一的设计考虑因素是选择外部继电器触点额定值，必须选择最大负载。. 该电路解决了功率监控IC的卡住高电平故障或短路模式晶体管故障。功率监控IC的低卡住故障和晶体管的开路模式故障将导致杂散跳闸，这是安全的，在许多关键系统中是可以容忍的（图4）。图5分别显示了上电和断电的相关波形。 继电器驱动器设计的三种策略和方法中的每一种都有一定的优缺点。第一种策略提供系统级解决方案，而第二种和第三种策略提供板级解决方案。因此，必须仔细分析权衡，并且必须适当地选择设计策略以适合目的。 先进光半导体由南方先进联合日本归国华侨杨振林博士团队合资成立，以南方先进为主要投资方、杨博士团队为技术核心的一家专业从事光电器件、光耦合器、光耦继电器等光电集成电路以及光电驱动等产品，研发团队涵盖设计、制造、销售和服务的高新技术企业，先进光半导体拥有先进的光电器件全自动生产线，具有年产8000万只光电光耦器件的生产能力。现阶段先进光半导体的光耦继电器、光耦合器等主要产品用于：蓄电系统．智能电表．自动检测设备．电信设备．测量仪器．医疗设备．通信设备．PC端．安防监控．O/A设备．PLC控制器．I/O控制板等，依托于光半导体综合的设计技术和芯片制造技术优势，先进光半导体期望在有广阔发展前景的光电控制领域深耕，逐步提升产品的技术附加值，扩充技术含量更高的产品线。 以上就是本文的全部内容，如果觉得本文对您有所帮助，请持续关注本司网站https://www.a-semi.com以及“先进光半导体”微信公众号，我们将给您带来更多新闻资讯和知识科普！ 版权声明：部分文章信息来源于网络以及网友投稿，本网站只负责对文章进行整理、排版、编辑，是出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性，如本站文章和转稿涉及版权等问题，请作者及时联系本站，我们会尽快处理。 |
