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利用二极管简化电路的设计方案

作者:海飞乐技术 时间:2018-05-23 16:52

  在继电接触器控制电路中往往要使用大量的接点来满足电路的逻辑关系,接点越多,接线就越复杂,所以尽可能地减少接点是电路设计的主要任务之一,简化开关接点的最基本方法是采用逻辑代数对电路化简后,再用二极管进一步化简电路。其主要原理是利用二极管的单向导电性,对接点简化合并后所产生的寄生回路给于隔离,以及将所需要的接点电路单向接通等。由于二极管的单向导电性,所以这种化简一般只适合于直流电路,而用于交流电路时较复杂。下面将举例说明。
 
  一、单按钮移位电路
  图1是一个用按钮控制四个灯EL1~EL4依次点亮的电路,其动作时序如图1e所示。在图1a中的继电器和按钮电路不能再用逻辑代数简化了。如果把SB的两个常闭接点合并成一个,则造成的常开和常闭接点相并联。为了防止这种情况,加入两只二极管如图1b所示,将K2的常闭和常开接点隔离,而SB的常闭接点则分别与的常闭接点和K2的常开接点相并联,节省了一个SB接点。

图1  单按钮移位电路 
图1  单按钮移位电路
 
  图1a的回路中,用了八对接点、改成如图1b所示的电路只要一半接点即可,其中二极管的作用是为防止寄生回路而设置的。否则,在SB未按下之前应该只有H1亮,但由于寄生回路存在,电流将经过K1→H4→H3→H2→K2形成通路,加了二极管之后,这一寄生回路就被串在H3中的二极管所切断。  
 
  二、故障报警电路
  图2a是一个用继电器接点控制的故障报警电路,当发生故障时,某一继电器接点Ki接通对应的信号灯Hi,同时警笛也响,以引起工作人员注意。为了防止信号灯和警笛损坏不报警,设置了试验按钮,以便对信号灯和警笛进行检查。这个电路用的接点较多,将相同接点合并,改成如图2b所示的电路,则可节省大量接点。
图2 故障报警电路 
图2 故障报警电路
 
  三、数字译码电路
  图3a是一个用三只继电器组成的译码电路,用七段笔划显示数字1~7,根据所显示的数字的要求写出状态表。
用三只继电器组成的译码电路
 
  由表用卡诺图化简写出逻辑表达式:
  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
  由逻辑表达式画出译码电路,如图3a所示。
  由图3a或逻辑表达式可知,笔划e有笔划g只相差一个常开接点K1,用逻辑代数不能化简,可以串接二极管将它隔离,使这个K1接点对笔划g不起作用,但这样也将左边部分的接点隔离了,因此再加一个二极管将左边部分的接点单方向联接起来,如图3b所示。
  笔划f取用了笔划逻辑电路中的K1•K2支路,用二极管将其它支路隔离开。一笔划d利用了笔划b中K1•K2的支路,用二极管将隔开。
  笔划a直接利用笔划b中的K3接点。
  图3b还可再化简,例笔划b和c中的K2等,但如继电器结点够用时就可不简化。
图3 数字译码电路 
图3 数字译码电路
 
  四、输出工作状态显示电路
  图4a是一种用可编程控制器的四点输出的继电器译码电路,它只用四个继电器即可显示被控设备的十六种工作状况。图中继电器K1和K2的接点用得比较多,为了简化电路中的接点,可把指示灯H0~H15放在K1、K2和K3、K4之间,然后再将K1和K2的接点合并简化,但这样简化的结构出现了大量的寄生回路,为了消除这种现象,应在每只指示灯的回路中串一只二极管,如图所示,这样每只继电器最多需要四对接点即可。
图4 四输出作状态显示电路 
图4 四输出作状态显示电路
 
  结论
  由以上实例所示,若干相同的单接点或接点组用二极管合并简化,这些单接点或接点组必须连接在一个公共点上。如图2a中的继电器接点K1和按钮SB等。而两根正负电源线是最容易利用的公共点,如图1a中把EL1~EL4移到两接点之间,把接点与电源线相连形成公共点后再合并化简,有些比较复杂的电路,可把部分电路整体调换而把某一继电器接点接到一条公共线上进行化简。如图4a中将H0~H15分成四组,其中一组H0~H4与K1、K2接点组成的电路整体倒接,即将H0~H3接于K3接点上,而把K2的接点接到电源线上,其它三组:H4~H7、H8~H11、H12~H15也分别整体倒接,这样将K2的全部接点接到电源线上,然后再将相同的接点组合并,电路合并后引起的寄生回路用二极管隔离,使电路简化。




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