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利用二極管簡化電路的設計方案

作者:海飛樂技術 時間:2018-05-23 16:52

  在繼電接觸器控制電路中往往要使用大量的接點來滿足電路的邏輯關系,接點越多,接線就越復雜,所以盡可能地減少接點是電路設計的主要任務之一,簡化開關接點的最基本方法是采用邏輯代數對電路化簡后,再用二極管進一步化簡電路。其主要原理是利用二極管的單向導電性,對接點簡化合并后所產生的寄生回路給于隔離,以及將所需要的接點電路單向接通等。由于二極管的單向導電性,所以這種化簡一般只適合于直流電路,而用于交流電路時較復雜。下面將舉例說明。
 
  一、單按鈕移位電路
  圖1是一個用按鈕控制四個燈EL1~EL4依次點亮的電路,其動作時序如圖1e所示。在圖1a中的繼電器和按鈕電路不能再用邏輯代數簡化了。如果把SB的兩個常閉接點合并成一個,則造成的常開和常閉接點相并聯。為了防止這種情況,加入兩只二極管如圖1b所示,將K2的常閉和常開接點隔離,而SB的常閉接點則分別與的常閉接點和K2的常開接點相并聯,節省了一個SB接點。

圖1  單按鈕移位電路 
圖1  單按鈕移位電路
 
  圖1a的回路中,用了八對接點、改成如圖1b所示的電路只要一半接點即可,其中二極管的作用是為防止寄生回路而設置的。否則,在SB未按下之前應該只有H1亮,但由于寄生回路存在,電流將經過K1→H4→H3→H2→K2形成通路,加了二極管之后,這一寄生回路就被串在H3中的二極管所切斷。  
 
  二、故障報警電路
  圖2a是一個用繼電器接點控制的故障報警電路,當發生故障時,某一繼電器接點Ki接通對應的信號燈Hi,同時警笛也響,以引起工作人員注意。為了防止信號燈和警笛損壞不報警,設置了試驗按鈕,以便對信號燈和警笛進行檢查。這個電路用的接點較多,將相同接點合并,改成如圖2b所示的電路,則可節省大量接點。
圖2 故障報警電路 
圖2 故障報警電路
 
  三、數字譯碼電路
  圖3a是一個用三只繼電器組成的譯碼電路,用七段筆劃顯示數字1~7,根據所顯示的數字的要求寫出狀態表。
用三只繼電器組成的譯碼電路
 
  由表用卡諾圖化簡寫出邏輯表達式:
  a=K3
  b=K2+K1•K3
  c=K1•K3+K2•K3+K1•K2+K1•K2•K3
  d=K1+K3
  e=K2•K3+K1•K2+K1•K2•K3
  f=K1•K2
  g=K2•K3+K1•K2+K2•K3
  由邏輯表達式畫出譯碼電路,如圖3a所示。
  由圖3a或邏輯表達式可知,筆劃e有筆劃g只相差一個常開接點K1,用邏輯代數不能化簡,可以串接二極管將它隔離,使這個K1接點對筆劃g不起作用,但這樣也將左邊部分的接點隔離了,因此再加一個二極管將左邊部分的接點單方向聯接起來,如圖3b所示。
  筆劃f取用了筆劃邏輯電路中的K1•K2支路,用二極管將其它支路隔離開。一筆劃d利用了筆劃b中K1•K2的支路,用二極管將隔開。
  筆劃a直接利用筆劃b中的K3接點。
  圖3b還可再化簡,例筆劃b和c中的K2等,但如繼電器結點夠用時就可不簡化。
圖3 數字譯碼電路 
圖3 數字譯碼電路
 
  四、輸出工作狀態顯示電路
  圖4a是一種用可編程控制器的四點輸出的繼電器譯碼電路,它只用四個繼電器即可顯示被控設備的十六種工作狀況。圖中繼電器K1和K2的接點用得比較多,為了簡化電路中的接點,可把指示燈H0~H15放在K1、K2和K3、K4之間,然后再將K1和K2的接點合并簡化,但這樣簡化的結構出現了大量的寄生回路,為了消除這種現象,應在每只指示燈的回路中串一只二極管,如圖所示,這樣每只繼電器最多需要四對接點即可。
圖4 四輸出作狀態顯示電路 
圖4 四輸出作狀態顯示電路
 
  結論
  由以上實例所示,若干相同的單接點或接點組用二極管合并簡化,這些單接點或接點組必須連接在一個公共點上。如圖2a中的繼電器接點K1和按鈕SB等。而兩根正負電源線是最容易利用的公共點,如圖1a中把EL1~EL4移到兩接點之間,把接點與電源線相連形成公共點后再合并化簡,有些比較復雜的電路,可把部分電路整體調換而把某一繼電器接點接到一條公共線上進行化簡。如圖4a中將H0~H15分成四組,其中一組H0~H4與K1、K2接點組成的電路整體倒接,即將H0~H3接于K3接點上,而把K2的接點接到電源線上,其它三組:H4~H7、H8~H11、H12~H15也分別整體倒接,這樣將K2的全部接點接到電源線上,然后再將相同的接點組合并,電路合并后引起的寄生回路用二極管隔離,使電路簡化。




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