開關(guān)量輸出器件

1、1（課本（課本85-8685-86、96-9996-99頁(yè)）頁(yè)） 一、智能儀器輸出通道信號(hào)種類 2一、智能儀器輸出通道信號(hào)種類一、智能儀器輸出通道信號(hào)種類3 。42 2、開關(guān)量輸出信號(hào)、開關(guān)量輸出信號(hào)智能儀器的開關(guān)量輸出信號(hào)具有下列用處：智能儀器的開關(guān)量輸出信號(hào)具有下列用處：（1）越限報(bào)警）越限報(bào)警（2）開關(guān)量控制）開關(guān)量控制 用于控制的開關(guān)信號(hào)的電氣接口形式又分為無(wú)源和有源兩類。用于控制的開關(guān)信號(hào)的電氣接口形式又分為無(wú)源和有源兩類。 無(wú)源是指智能儀器只提供輸出電路的通、斷狀態(tài)，負(fù)載電源由無(wú)源是指智能儀器只提供輸出電路的通、斷狀態(tài)，負(fù)載電源由外電路提供。外電路提供。 有源的開關(guān)量輸出信號(hào)往往表

2、示為電平的高低或電流的有無(wú)，有源的開關(guān)量輸出信號(hào)往往表示為電平的高低或電流的有無(wú)，由智能儀器為負(fù)載提供全部或部分電源。由智能儀器為負(fù)載提供全部或部分電源。（3）反映智能儀器本身的工作狀態(tài)）反映智能儀器本身的工作狀態(tài) 53 3、數(shù)字量輸出信號(hào)、數(shù)字量輸出信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)分為數(shù)字量輸出信號(hào)分為和和兩種。兩種。u串行用于較遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸和信息交換，串行用于較遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸和信息交換，例如智能儀器與上位機(jī)之間通信多位串行。例如智能儀器與上位機(jī)之間通信多位串行。u并行方式傳輸速度快，但所需導(dǎo)線條數(shù)多，并行方式傳輸速度快，但所需導(dǎo)線條數(shù)多，只適合于近距離傳輸，例如智能儀器與周圍只適合于近距離傳輸，例

3、如智能儀器與周圍的其他智能設(shè)備之間。的其他智能設(shè)備之間。6 7 開關(guān)量輸出隔離的目的：開關(guān)量輸出隔離的目的： 在于隔斷微機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的電氣聯(lián)系，在于隔斷微機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的電氣聯(lián)系，以防地電位差、外界電磁場(chǎng)等干擾因素造成以防地電位差、外界電磁場(chǎng)等干擾因素造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的誤動(dòng)作，甚至導(dǎo)致智能儀器本身執(zhí)行機(jī)構(gòu)的誤動(dòng)作，甚至導(dǎo)致智能儀器本身的損壞。的損壞。 目前，目前，光電耦合器件光電耦合器件和和繼電器繼電器常用作開關(guān)量常用作開關(guān)量輸出隔離器件。輸出隔離器件。 三、開關(guān)量輸出隔離器件三、開關(guān)量輸出隔離器件81 1、光電耦合器件（、光電耦合器件（optical coupler-OC） 光電耦合器件是

4、以光為媒介傳輸信號(hào)的電路光電耦合器件是以光為媒介傳輸信號(hào)的電路9 1011所以光電耦合器件兼有所以光電耦合器件兼有反相及電平轉(zhuǎn)換反相及電平轉(zhuǎn)換的作用。的作用。R1為為限流電阻，其阻值決定了發(fā)光二極管的導(dǎo)通電流限流電阻，其阻值決定了發(fā)光二極管的導(dǎo)通電流I1，I1一般選為數(shù)毫安。一般選為數(shù)毫安。R2的取值要保證的取值要保證Vo輸出的高、低輸出的高、低電平要求。電平要求。當(dāng)當(dāng)Vi為低電平時(shí)，流過(guò)發(fā)光二極管為低電平時(shí)，流過(guò)發(fā)光二極管的電流為零，光敏三極管截止，的電流為零，光敏三極管截止，Vo輸出高電平輸出高電平+V。當(dāng)。當(dāng)Vi為高電平為高電平時(shí)，電流時(shí)，電流I1經(jīng)經(jīng)R1流經(jīng)發(fā)光二極管流經(jīng)發(fā)光二極管使其

5、發(fā)光，光信號(hào)作用于光敏三極使其發(fā)光，光信號(hào)作用于光敏三極管使其飽和導(dǎo)通，管使其飽和導(dǎo)通，Vo輸出為低電輸出為低電平。平。12 13 電磁鐵繼電器結(jié)構(gòu)圖電磁鐵繼電器結(jié)構(gòu)圖14額定工作電壓或額定工作電流：額定工作電壓或額定工作電流：指繼電器工作時(shí)線圈指繼電器工作時(shí)線圈需要的電壓或電流。電磁式繼電器的驅(qū)動(dòng)電源可能是需要的電壓或電流。電磁式繼電器的驅(qū)動(dòng)電源可能是交流的，也可能是直流的。為了適應(yīng)不同電壓的電路交流的，也可能是直流的。為了適應(yīng)不同電壓的電路應(yīng)用，一種型號(hào)的繼電器通常有多種額定工作電壓或應(yīng)用，一種型號(hào)的繼電器通常有多種額定工作電壓或額定工作電流，并用規(guī)格型號(hào)加以區(qū)別。額定工作電流，并用規(guī)格型

6、號(hào)加以區(qū)別。直流電阻：直流電阻：指線圈的直流電阻。指線圈的直流電阻。吸合電流：吸合電流：它是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電它是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流。在實(shí)際使用中，要使繼電器可靠吸合，給定電壓流。在實(shí)際使用中，要使繼電器可靠吸合，給定電壓可以等于或略高于額定工作電壓。一般不要大于額定可以等于或略高于額定工作電壓。一般不要大于額定工作電壓的工作電壓的1.5倍。否則會(huì)燒毀線圈。倍。否則會(huì)燒毀線圈。15釋放電流：釋放電流：它是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大它是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流。釋放電流比吸合電流小得多。電流。釋放電流比吸合電流小得多。觸點(diǎn)負(fù)荷：觸點(diǎn)負(fù)荷：它是指繼電器觸點(diǎn)允許的

7、電壓或電它是指繼電器觸點(diǎn)允許的電壓或電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小。應(yīng)用時(shí)不能用觸點(diǎn)負(fù)荷小的繼電器去控制小。應(yīng)用時(shí)不能用觸點(diǎn)負(fù)荷小的繼電器去控制大電流或高電壓。大電流或高電壓。16a)、繼電器觸點(diǎn)保護(hù)電路、繼電器觸點(diǎn)保護(hù)電路 （3 3）、常用的繼電器保護(hù)電路）、常用的繼電器保護(hù)電路17 18 191 1、TTLTTL三態(tài)門緩沖器三態(tài)門緩沖器這類電路的驅(qū)動(dòng)能力要高于一般的這類電路的驅(qū)動(dòng)能力要高于一般的TTLTTL電路。例如電路。例如74LS24074LS240、74LS24474LS244、74LS24574LS245等，它們的高電平輸出電流等，

8、它們的高電平輸出電流 I IOHOH= -15 mA,= -15 mA,低電平輸出電流低電平輸出電流 I IOLOL=24 mA,=24 mA,可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)光電耦合器件、可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)光電耦合器件、LEDLED數(shù)碼管、中功率晶體管等。（大功率數(shù)碼管、中功率晶體管等。（大功率(PC1W)(PC1W)、中功率、中功率(PC(PC在在0.50.51W)1W)和小功率三極管和小功率三極管(PC0.5W)(PC0.5W)）四、開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)電路四、開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)電路202 2、集電極開路（、集電極開路（OCOC）門）門OCOC門電路的輸出級(jí)是一個(gè)集電極開路的晶體三極管，如圖門電路的輸出級(jí)是一個(gè)集電極開路的

9、晶體三極管，如圖4-154-15所示。組成所示。組成電路時(shí)，電路時(shí)，OCOC門輸出端必須外加一個(gè)接至正電源的負(fù)載才能正常工作，負(fù)載門輸出端必須外加一個(gè)接至正電源的負(fù)載才能正常工作，負(fù)載正電源正電源+V+V可以比可以比TTLTTL電路的電路的VCCVCC（一般為（一般為+5V+5V）高很多。例如，）高很多。例如，74067406、7407OC7407OC門輸出級(jí)耐壓可高達(dá)門輸出級(jí)耐壓可高達(dá)30V30V，輸出低電壓時(shí)吸收電流的能力也高達(dá)，輸出低電壓時(shí)吸收電流的能力也高達(dá)40mA40mA。因此，因此，OCOC門是一種既有電流放大功能，又有電壓放大功能的開關(guān)門是一種既有電流放大功能，又有電壓放大功能的

10、開關(guān)量驅(qū)動(dòng)電路。實(shí)際應(yīng)用中，量驅(qū)動(dòng)電路。實(shí)際應(yīng)用中，OCOC門電路常用來(lái)驅(qū)動(dòng)微型繼電器、門電路常用來(lái)驅(qū)動(dòng)微型繼電器、LEDLED顯示器。顯示器。213 3、門電路外加晶體管、門電路外加晶體管門電路外加晶體管可以為直流執(zhí)行器件提供更大的驅(qū)動(dòng)電流。門電路外加晶體管可以為直流執(zhí)行器件提供更大的驅(qū)動(dòng)電流。 22 達(dá)林頓晶體管陣列驅(qū)動(dòng)器芯片適用于多路開關(guān)量達(dá)林頓晶體管陣列驅(qū)動(dòng)器芯片適用于多路開關(guān)量中功率驅(qū)動(dòng)電路，例如中功率驅(qū)動(dòng)電路，例如MC1416包含有七路開關(guān)量驅(qū)動(dòng)包含有七路開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器，每路驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖器，每路驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-17（a）所示。）所示。 MC1416特性如下：特性如下：每路輸出電流可達(dá)每路輸出電流可達(dá)500mA，但每一塊雙列直插式，但每一塊雙列直插式芯片總的輸出電流不得超過(guò)芯片總的輸出電流不得超過(guò)2.5A。輸出端截止時(shí)耐壓可達(dá)輸出端截止時(shí)耐壓可達(dá)100V。輸入端可與多種輸入端可與多種TTL及及CMOS電路兼容。電路兼容。 23圖圖4-17（a）中的）中的D1用做輸入端箝位，用做輸入端箝位，D2用做輸出端用做輸出端箝位，箝位，D3用做輸出端