《逻辑控制电路》PPT课件

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1、第八章　逻辑控制电路二值可控元件驱动电路可编程逻辑器件控制电路开环控制闭环控制(一)开环控制测量电路控制电路扰动量传感器放大电路输出变换电路设定电路执行机构给定机构被控对象图1-8开环控制系统的基本组成精度不高:一、对扰动的测量误差影响控制精度。二、扰动模型的不精确性影响控制精度。（二）闭环控制设定电路比较电路校正电路变换电路给定机构执行机构被控对象输出传感器扰动放大电路控制电路图1-9闭环控制系统的基本组成加校正电路主要考虑从发现输出量发生变化到执行控制需要一段时间，为了提高响应速度常引入微分环节。另外，当输出量在扰动影响下作周期变化时

2、，由于控制作用的滞后，可能产生振荡。为了防止振荡，需要引入适当的积分环节。在实际电路中，往往比较电路的输出先经放大再送入校正电路，视需要可能再次放大第一节二值可控元件驱动电路一、功率开关驱动电路二、继电器与电磁阀驱动电路三、步进电动机驱动电路一、功率开关驱动电路分类：按照电路中所采用的功率器件类型分类，常见的有晶体管驱动电路、场效应管驱动电路和晶闸管驱动电路等类型。按照电路所驱动的负载类型分类，常见的有电阻性负载驱动电路和电感性负载驱动电路等类型。按照电路所控制的负载电源类型分类，常见的有直流电源负载驱动电路和交流电源负载驱动电路等类型（

3、一）晶体管直流负载功率驱动电路图8-1　晶体管功率驱动电路负载所需的电流不太大设计要点:合理确定Ui、R与V的电流放大系数值之间的数值关系，充分满足IbIL/，可确保V导通时工作于饱和区，以降低V的导通电阻及减小功耗。（二）场效应晶体管直流负载功率驱动电路用于功率驱动电路的场效应晶体管称为功率场效应晶体管。功率场效应晶体管是电压控制器件，具有很高的输入阻抗，所需的驱动功率很小，对驱动电路要求较低。功率场效应晶体管具有较高的开启阈值电压，有较高的噪声容限和抗干扰能力。场效应晶体管大多数为绝缘栅型场效应管，亦称MOS场效应管。功率场效应

4、晶体管在制造中多采用V沟槽工艺，简称为VMOS场效应管。其改进型则称为TMOS场效应管图8-2　场效应晶体管功率驱动电路a)VMOS场效应管电极b)场效应管驱动电路b)a)漏极D栅极GVDS源极S（三）晶闸管交流负载功率驱动电路交流负载的功率驱动电路，通常采用晶闸管来构成。晶闸管有单向晶闸管和双向晶闸管两种类型。图8-3a单向晶闸管图形符号单向晶闸管亦称单向可控硅（SCR）一、导通条件二、关断条件单向晶闸管的工作状况：晶闸管导通条件：在阳极A与阴极K之间加正向电压，同时在门极G与阴极K之间加正向电压（触发），这样阳极A与阴极K之间即进入导

5、通状态。晶闸管一旦导通，只要阳极A与阴极K之间的电流不小于其维持电流IH，门极G与阴极K之间是否还存在正向电压，对已经导通的晶闸管完全没有影响。晶闸管关断条件：主电极阳极A与阴极K之间的电流小于其维持电流IH，晶闸管即进入关断状态。图8-3b双向晶闸管图形符号双向晶闸管亦称双向半导体开关元件（TRIAC）与单向晶闸管相比较，双向晶闸管的主要区别是：①在触发之后是双向导通的；②触发电压不分极性，只要绝对值达到触发门限值即可使双向晶闸管导通。图8-4　交流半波导通功率驱动电路实用中应注意:如果驱动的是感性负载，必须设置合理的关断泄流回路，一方

6、面可保护开关器件，另外也可起到消除对外电磁干扰的作用。二、继电器与电磁阀驱动电路继电器广泛用于生产控制和电力系统中，具有接触电阻小、流通电流大和耐压高等优点，至今仍无法用无触点器件取代对继电器或接触器的驱动，实际上是对其励磁线圈电流通断的控制。继电器励磁线圈所需的励磁电源有直流与交流两种。图8-5　交流继电器的控制三、步进电动机驱动电路步进电动机简称步进电机，可在开环条件下十分方便地将数字系统的脉冲数转变成与其相对应的角位移或线位移，因而是控制系统中常用的自动化执行元件。图8-6　步进电动机控制电路框图脉冲分配电路亦称环行分配器，用来对输

7、入的步进脉冲进行逻辑变换，产生给定工作方式所需的各相脉冲序列信号。功率放大电路对脉冲分配电路输出的信号进行放大，产生使电动机旋转所需的激磁电流。步进方向信号指定各相导通的先后次序，用以改变步进电机旋转方向。电源控制信号用来在必要时使各相电流为零，以达到降低功耗等的目的。脉冲分配电路可用数字电路组合、软件序列分配、专门单片集成元件、GAL器件等构成。功率放大电路的特性对步进电机的性能有极其明显的影响。功率放大电路有单电压、双电压、斩波稳流、步距细分等类型。（一）单电压功率放大电路图8-7　单电压功率放大电路步进电机每相绕组的供电都是由功率开

8、关电路来执行的，三相步进电机应有三个功率放大电路单元图8-8　绕组电流IL的波形a）Ui频率低时b）Ui频率高时同时增大外接电阻RC和电源电压Ec，可使步进电机转速高时的输出转矩显著提高，但同