Дискретное управление нагрузкой от элементов ТТЛ и КМОП

С помощью логических элементов ТТЛ и КМОП достаточно просто управлять устройствами релейного типа, такими, как лампы или светодиоды, электромеханические реле, цифровые индикаторы, и даже коммутировать нагрузку в цепях переменного тока. Основная задача – согласовать токи и напряжения, необходимые для дискретных устройств, с выходными параметрами цифровых микросхем. Существует три подхода к решению таких задач. Первый – использование ИС, выходные каскады которых в состоянии выдавать необходимые сигналы, например, коммутировать высокий ток нагрузки или высокое напряжение. При небольших токах и напряжениях, например, для управления светодиодным индикатором (рис.19.8,а) или маломощным реле, нагрузка подключается непосредственно к активному выходу. Сигналы помощнее можно получить, используя схемы с открытым коллектором (рис.19.8, б). Диод в этой схеме обязателен, он шунтирует индуктивный выброс противоЭДС, который появляется при запирании выходного транзистора микросхемы, обеспечивающего прохождение тока через обмотку реле.

При втором подходе выход цифрой микросхемы подключается к электронному ключу на полевом или биполярном транзисторе, который усиливает сигнал по току и напряжению и согласовывает с нагрузкой (рис.19.8, в).

Рис. 19.8. Примеры управления дискретной нагрузкой от элементов ТТЛ и КМОП

Третий способ – использование оптронов. Этот способ дает преимущество в том, что выходная цепь гальванически развязана от нагрузки. Токи светодиодов оптронов достаточно малы, оптроны могут управляться от любых типов ИС (рис.19.8, г).

Для управлении нагрузкой переменного тока проще всего использовать «твердотельное реле», как показано на рис.19.8, д. Это реле представляет собой триак (оптосимистор) с оптической связью, имеющий вход, совместимый с ТТЛ, и нагрузочную способность по току от 10 до 40 А при коммутации нагрузки переменного тока под напряжением 220 В.