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[三菱] PLC的三种输出方式,最后一种保准你不知道

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发表于 2024-5-22 07:53:22 | 显示全部楼层 |阅读模式

PLC除了源型漏型还有推挽型输出,大家伙听闻是不是一脸疑惑?我学PLC的时候好像没说有推挽型输出啊,今天咱就来看施耐德M241 PLC的推挽型输出!





目前在施耐德M241 PLC的选型手册中文版和英文版本上写的都是快速输出为源型,在施耐德电气somachine软件的帮助中,硬件目录描述为源型,而在编程指南里面描述为推挽型,有条件的可以进行测试,M241继电器的快速输出类型为推挽型输出,这怎么理解?


推挽型输出,既可以接源极,也可以接漏极
Modicon 241 Logic Contrller的快速输出使用了推/挽技术。在检测到错误,如短路过热等情况,会将输出进入三态,状态将由状态位和PLC_Ri_wLocallOStatus表示。

行为有:
自动:检测到错误纠正后,输出会根据分配给它的当前值再次进行设置,诊断值也将复位
手动:检测到错误,状态将被记录,输出会被强制变为三态,用户需手动清除状态。(I/O映射通道)

如果出现短路或电流过载,那么公共输出组会自动进入热保护模式,(该组所有输出都设置为0),随后会定期重置(每秒)以测试连接状态。但是,需考虑这种重置对所控制的机器系统和或操作过程的影响。


那么疑问来了,推挽技术是什么技术?

推挽技术和电力电子电路有关,请看相关知识。


推挽电路是如何工作的?
推挽电路(push-pull)就是两不同极性晶体管连接的输出电路。推挽电路采用两个参数相同的功率BJT管或MOSFET管,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小效率高。推挽输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。如果输出级的有两个三极管,始终处于一个导通、一个截止的状态,也就是两个三级管推挽相连,这样的电路结构称为推拉式电路或图腾柱(Totem-pole)输出电路。

作用:


推挽电路,主要作用是增强驱动能力,为外部设备提供大电流

在一般推挽电路中,比如输出级,电路的工作是,把输入信号放大。而完成电路工作,但一般推挽电路用同级性元件(晶体管或电子管)为了实现输出级元件轮流导通,必须激励大小相等,相位相反的两个信号,即所谓的倒相问题,完成倒相可用电路,可用电感原件(变压器)但这无不增加了电路的复杂性,可靠性。互补电路可克服用单极性原件出现的上述问题。电路工作时双极性原件轮流导通,亦可省去倒相或简化电路,这样电路的稳定性可相应提高。比如当输入信号为正时,双极性中的NPN管导通PNP由于极性自动截止,当电路输入信号为负时,PNP管导通NPN管截止。不管信号如何变化都能自动完成导通于截止而完成电路工作。

推挽电路适用于低电压大电流的场合,广泛应用于功放电路和开关电源中。

优点:结构简单,开关变压器磁芯利用率高,推挽电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小。

缺点:变压器带有中心抽头,而且开关管的承受电压较高;由于变压器原边漏感的存在,功率开关管关断的瞬间,漏源极会产生较大的电压尖峰,另外输入电流的纹波较大,因而输入滤波器的体积较大。

推挽输出是用两个晶体管或者场效应管构成的推挽电路(在模拟电路中应用很广泛如功放驱动电机驱动等等),这个电路的特点就是输出电阻小,所以能够驱动大的负载,从而能够使得单片机管脚直接驱动发光二极管、蜂鸣器、甚至更小阻抗的负载!

推挽电路结构为双管工作在线性放大区,其共输入端,共输出端。输入信号正半周信号由NPN上管放大,发射极输出;负半周信号由PNP下管放大,发射极输出;正半周时,下管截止,负半周时,上管截止,二管各负其责分工明确。输出端的负载RL,将正负半周波形合成为一完整波形。


工作波形如图:






其输入信号,有通过变压器耦合分离相位输入方式,也有经前级三级管或场效应管倒相分离相位方式的。即将完整周期波分解为正负半波,供给对应的功率放大管处理。


要理解推挽输出,首先要理解好三极管(晶体管)的原理。下面这种三极管有三个端口,分别是基极( Base )、集电极( Collector )和发射极( Emitter )。下图是NPN型晶体管:





这种三极管是电流控制型元器件,注意关键词电流控制。意思就是说,只要基极B有输入(或输出)电流就可以对这个晶体管进行控制了。

转换下概念,把基极B视为控制端 ,集电极C视为输入端 ,发射极E视为输出端 。这里输入输出是指电流流动的方向。





当控制端有电流输入的时候, 就会有电流从输入端进入并从输出端流出。





而PNP管正好相反,当有电流从控制端流出时,就会有电流从输入端流到输出端。





推挽电路:





上面的三极管是N型三极管,下面的三极管是P型三极管,请留意控制端、输入端和输出端。

当Vin 电压为 V+ 时,上面的 N 型三极管控制端有电流输入,Q3 导通,于是电流从上往下通过,提供电流给负载。





经过上面的N型三极管提供电流给负载( Rload ),这就叫「推」。

当Vin电压为V-时,下面的三极管有电流流出,Q4导通,有电流从上往下流过。





经过下面的P型三极管提供电流给负载( Rload ),这就叫「挽」。

以上,这就是推挽( push-pull )电路 。


但施耐德电气不仅M241 PLC支持推挽型输出,还有很多型号都支持推挽型输出,即既可以接源极,也可以接漏极。



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