第10章逻辑控制电路
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第10章逻辑控制电路
1 5
1 3 常闭触点
3
1 2 常开触点
4 铁心
2
5 线圈
6 线圈引线
7 弹簧
8 铁軛
7
I 6Fra Baidu bibliotek
8 4
第10章逻辑控制电路
电流继电器和电压继电器
电流继电器或电压继电器是按作用于线 圈的激励电流的性质来区分的。 如果继电器是按照通入线圈的电流的大 小而动作的，就是电流继电器。电流继 电器与负载是串连的。 如果继电器是按照施加到线圈上的电压 大小来动作的，就是电压继电器。电压 继电器施与负载电路并联工作的。
第10章逻辑控制电路
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 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
第10章逻辑控制电路
漏极 D
+Ec
栅极 G
V DS
源极 S
VD
ZL
IL
R Ui
V
VS
a)
b)
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
晶闸管完全没有影响。
第10章逻辑控制电路
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。
第10章逻辑控制电路
双向晶闸管亦称双向半导体开关元件（TRIAC）
电 极 M T2
电 极 M T1
门极 G
b 双向晶闸管图形符号
第10章逻辑控制电路
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。
第10章逻辑控制电路
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 I b I L / ，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。
第10章逻辑控制电路
（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。
第10章逻辑控制电路
接触器
接触器是用来接通和断开具有大电流负载电路（例如 电动机的主回路）的一种自动控制电器。它有直流接 触器和交流接触器之分。 接触器在工作原理上与电压继电器相似，都是依靠线 圈通电，衔铁吸合使触点动作的。其不同点使接触器 用于控制大电流回路的，而且工作次数比较频繁，因 此在结构上具有下列特点： （1）触点系统可分为主触点和辅助触点两种。前者用 于控制主回路，后者用于操纵控制电路。交流接触器 一般有三个主触点，辅助触点的数目有多有少，最高 的可以有三个常开触点和三个常闭触点。 （2）由于主触点在断开大电流负载电路时将会在活动 触点与固定触点之间产生电弧，不仅使通电状态继续 维持，而且还会烧坏触点。为了解决这个问题，通常
第10章逻辑控制电路
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），
阳极 A
这样阳极A与阴极K之间即进
入导通状态。晶闸管一旦导 门 极 G
通，只要阳极A与阴极K之间 的电流不小于其维持电流IH， 阴 极 K 门极G与阴极K之间是否还存
在正向电压，对已经导通的
第十章 逻辑与数字控制电路
二值可控元件驱动电路 可编程逻辑器件
第10章逻辑控制电路
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
第10章逻辑控制电路
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。
第10章逻辑控制电路
电流继电器和电压继电器
继电器由触点，线圈与磁路系统（包括 铁心，衔铁，铁軛，非磁性垫片）及反 作用弹簧等组成。当在线圈中通入一定
数值的电流或施加一定的电压时，根据 电磁铁的作用原理，可使装在铁軛上的 可动衔铁吸合，因而带动附属机构使活 动触点与一固定触点接通，与另一固定 触点断开。利用触点的这种闭合或打开， 就可以对电路进行通断控制。
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
第10章逻辑控制电路
（一）晶体管直流负载功率驱动电路
负载所需的电流不太大
+Ec
VD
ZL
IL
Ui
R
V
Ib
晶体管功率驱动电路
第10章逻辑控制电路
（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。
第10章逻辑控制电路
单向晶闸管亦称单向可控硅（SCR）
阳极 A 门极 G
阴极 K a 单向晶闸管图形符号
第10章逻辑控制电路
单向晶闸管的工作状况：
一、导通条件 二、关断条件
第10章逻辑控制电路
中间继电器和时间继电器
中间继电器是电磁式继电器的一种，本质上仍 属于电压继电器，但它具有触点多、触点电流 大和动作灵敏等特点，所以常用于某一电器与 被控电路之间，以扩大电器的控制触点数量和 容量。 时间继电器是在电路中对动作时间起控制作用 的继电器。它得到输入信号后，需经过一定的 时间，其执行机构才会动作并输出信号，对其 它电路进行控制。
第10章逻辑控制电路
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。
第10章逻辑控制电路
继电器是控制和保护线路中广泛应用的 一种自动控制电器。其工作原理是在输 入一定的物理量（例如电流、电压、转 速、时间、温度等）的作用下，自动接 通或者断开触点，完成电路同、断功能。 常用的继电器分为：电流继电器、电压 继电器、中间继电器、时间继电器、热 继电器以及干簧继电器等。
第10章逻辑控制电路
ZL
IL
+E
P1
R5
R1
VD
R2
R3
~u
b2
VS
V2
A V3
VLC
e b1
K G
V1
Ui
4N25
C
R4
P2
交流半波导通功率驱动电路
第10章逻辑控制电路
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。
1 5
1 3 常闭触点
3
1 2 常开触点
4 铁心
2
5 线圈
6 线圈引线
7 弹簧
8 铁軛
7
I 6Fra Baidu bibliotek
8 4
第10章逻辑控制电路
电流继电器和电压继电器
电流继电器或电压继电器是按作用于线 圈的激励电流的性质来区分的。 如果继电器是按照通入线圈的电流的大 小而动作的，就是电流继电器。电流继 电器与负载是串连的。 如果继电器是按照施加到线圈上的电压 大小来动作的，就是电压继电器。电压 继电器施与负载电路并联工作的。
第10章逻辑控制电路
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 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
第10章逻辑控制电路
漏极 D
+Ec
栅极 G
V DS
源极 S
VD
ZL
IL
R Ui
V
VS
a)
b)
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
晶闸管完全没有影响。
第10章逻辑控制电路
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。
第10章逻辑控制电路
双向晶闸管亦称双向半导体开关元件（TRIAC）
电 极 M T2
电 极 M T1
门极 G
b 双向晶闸管图形符号
第10章逻辑控制电路
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。
第10章逻辑控制电路
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 I b I L / ，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。
第10章逻辑控制电路
（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。
第10章逻辑控制电路
接触器
接触器是用来接通和断开具有大电流负载电路（例如 电动机的主回路）的一种自动控制电器。它有直流接 触器和交流接触器之分。 接触器在工作原理上与电压继电器相似，都是依靠线 圈通电，衔铁吸合使触点动作的。其不同点使接触器 用于控制大电流回路的，而且工作次数比较频繁，因 此在结构上具有下列特点： （1）触点系统可分为主触点和辅助触点两种。前者用 于控制主回路，后者用于操纵控制电路。交流接触器 一般有三个主触点，辅助触点的数目有多有少，最高 的可以有三个常开触点和三个常闭触点。 （2）由于主触点在断开大电流负载电路时将会在活动 触点与固定触点之间产生电弧，不仅使通电状态继续 维持，而且还会烧坏触点。为了解决这个问题，通常
第10章逻辑控制电路
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），
阳极 A
这样阳极A与阴极K之间即进
入导通状态。晶闸管一旦导 门 极 G
通，只要阳极A与阴极K之间 的电流不小于其维持电流IH， 阴 极 K 门极G与阴极K之间是否还存
在正向电压，对已经导通的
第十章 逻辑与数字控制电路
二值可控元件驱动电路 可编程逻辑器件
第10章逻辑控制电路
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
第10章逻辑控制电路
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。
第10章逻辑控制电路
电流继电器和电压继电器
继电器由触点，线圈与磁路系统（包括 铁心，衔铁，铁軛，非磁性垫片）及反 作用弹簧等组成。当在线圈中通入一定
数值的电流或施加一定的电压时，根据 电磁铁的作用原理，可使装在铁軛上的 可动衔铁吸合，因而带动附属机构使活 动触点与一固定触点接通，与另一固定 触点断开。利用触点的这种闭合或打开， 就可以对电路进行通断控制。
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
第10章逻辑控制电路
（一）晶体管直流负载功率驱动电路
负载所需的电流不太大
+Ec
VD
ZL
IL
Ui
R
V
Ib
晶体管功率驱动电路
第10章逻辑控制电路
（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。
第10章逻辑控制电路
单向晶闸管亦称单向可控硅（SCR）
阳极 A 门极 G
阴极 K a 单向晶闸管图形符号
第10章逻辑控制电路
单向晶闸管的工作状况：
一、导通条件 二、关断条件
第10章逻辑控制电路
中间继电器和时间继电器
中间继电器是电磁式继电器的一种，本质上仍 属于电压继电器，但它具有触点多、触点电流 大和动作灵敏等特点，所以常用于某一电器与 被控电路之间，以扩大电器的控制触点数量和 容量。 时间继电器是在电路中对动作时间起控制作用 的继电器。它得到输入信号后，需经过一定的 时间，其执行机构才会动作并输出信号，对其 它电路进行控制。
第10章逻辑控制电路
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。
第10章逻辑控制电路
继电器是控制和保护线路中广泛应用的 一种自动控制电器。其工作原理是在输 入一定的物理量（例如电流、电压、转 速、时间、温度等）的作用下，自动接 通或者断开触点，完成电路同、断功能。 常用的继电器分为：电流继电器、电压 继电器、中间继电器、时间继电器、热 继电器以及干簧继电器等。
第10章逻辑控制电路
ZL
IL
+E
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R5
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A V3
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K G
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C
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交流半波导通功率驱动电路
第10章逻辑控制电路
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。