Условие задачи
Электронное реле с контактным выходом выполнено на операционном усилителе DA1 типа К553УД2. Выходное электромагнитное реле KL1 включено в коллекторную цепь транзисторного ключа VТ1, который управляется выходным напряжением операционного усилителя DA1. Напряжение питания реле 15В. Коммутируемое напряжение контактов реле Uк, коммутируемый ток - Iк.
Принципиальная схема электронного реле приведена на рисунке 2.
Рисунок 2. Принципиальна схема электронного реле
Задано
- Uоп = 7 В
- R1 = 150 кОм
- R2 = 10 кОм
- R3 = 100 кОм
- Выходное сопротивление DA1 равно бесконечности
Реле имеет следующие характеристики
- коммутируемое напряжение Uк = 110 В;
- коммутируемый ток Iк = 1 А.
Требуется выполнить:
1. Построить качественные зависимости выходного напряжения ОУ DA1 Uвых,DA1 и выходного напряжения реле (напряжение на обмотке реле KL1) UKL1 от величины напряжения управления ey (характеристика вход-выход реле).
2. Составить описание устройства и работы принципиальной схемы реле (исходное состояние, процесс срабатывания, сработанное состояние, процесс возврата реле).
3. Объяснить назначения диодов VD1 и VD2.
4. Вывести формулы для напряжений срабатывания eу,ср, возврата eу,в и переключения eу,пер реле, считая параметры ОУ DA1 идеальными. Срабатыванием электронного реле считать переход ОУ DA1 из состояния отрицательного насыщения в состояние положительного насыщения. В пояснительной записке привести обозначения и основные технические данные операционного усилителя типа К553УД2.
5. Выбрать выходное реле KL1. В пояснительной записке привести обозначение и основные технические данные реле.
6. Рассчитать напряжения срабатывания eу,ср, возврата eу,в и переключения eу,пер реле.
7. Построить релейную характеристику (вход-выход, управления) реле.
8. Рассчитать и выбрать элементы транзисторного ключа (тип и параметры VТ1 и резистора R4). Сопоставить сопротивление резистора R1 с допустимым сопротивлением нагрузки операционного усилителя DA1.В пояснительной записке привести обозначения и основные технические данные выбранного транзистора и резистора.
9. Рассчитать и выбрать диоды VD1 и VD2. В пояснительной записке привести обозначения и основные технические данные выбранных диодов.
Ответ
Описание устройства и работа принципиальной схемы реле
Принципиальная схема однокаскадного транзисторного ключа изображена на рисунке 2.
В составе схемы предусмотрен операционный усилитель DA1. Функции этого элемента выполняет микросхема К553УД2 операционный усилитель отечественного производства общего назначения. Используется в специальной аппаратуре и аппаратуре общего назначения. Параметры К553УД2 представлены на рисунке 3.
