В схемах с мощной нагрузкой и большой частотой переключений на смену силовым электромагнитным реле и пускателям пришли силовые полупроводниковые переключатели с оптической развязкой. В настоящее время существуют приборы, позволяющие применять их в системах с непосредственным управлением от логических уровней микросхем типа ТТЛ, ТТЛШ, КМОП и др.
Для цепей переменного тока предпочтение отдается микросхемам с включением электронного ключа в момент прохождения напряжения через ноль. Это исключает большие импульсные помехи, возникновение коммутационных скачков напряжения из-за фазового сдвига между током и напряжением, а также снижает требования к сетевым фильтрам или позволяет обойтись без них. Самопроизвольное включение силовых симисторов из-за случайных бросков напряжения при коммутации обмоток электроклапанов или электродвигателей может привести к межфазному замыканию. Для устранения этого применяют шунтирование силовых выводов демпфирующей RC-цепью. При включении мощных нагрузок при малых (близких к нулю) напряжениях существенно уменьшается амплитуда импульсов тока при работе с емкостными нагрузками. Кроме того, симисторы работают в мягком режиме и их надежность резко увеличивается.
Типичными представителями бесконтактных силовых коммутаторов являются оптоизоляторы МОС3031М/32М/33М, МОС3041М/42М/43М, МОС3061М/62М/63М, МОС3162М/3163М, МОС3081/82/83 [1] (аналогичное описание есть также логотипом Fairchild Semiconductor), выпускаемые в 6-выводном DIP-корпусе (рис.1). Они состоят из инфракрасного излучающего диода, оптически связанного с детектором двухстороннего перехода напряжения через ноль и выходного оптосимистора. Эти элементы удобны для использования с мощными симисторами, полупроводниковыми реле и другими промышленными элементами управления.
Микросхемы, маркировка которых заканчивается на 1, 2 и 3 обеспечивают включение нагрузки при подаче на светодиод тока, соответственно равного 15, 10 и 5 мА. Падение напряжения на инфракрасном светодиоде составляет 3 В. Микросхемы, предпоследняя цифра маркировки которых заканчивается на 3, 4, 6 и 8, предназначены для коммутации цепей с максимальным напряжением соответственно 250, 400, 600 и 800 В. Максимальная величина импульсного тока коммутации - 1 А при продолжительности включения 100 мкс. Максимальный непрерывный ток коммутации - 60 мА.
Схема включения микросхем для управления симистором показана на рис.2. Для МОС303Х/МОС304Х/МОС306Х/МОС308Х сопротивление R1 должно составлять соответственно 180, 360, 360 и 360 Ом, значение R2 - 1 КОм, 330, 360 и 330 Ом. Выходной ток ИМС может достигать 1А, но только в момент включения силового симистора VS1, поэтому нельзя использовать этот выход как релейный, нагружая постоянной нагрузкой. К одному выводу может быть подключен только один симистор. Более мощные симисторы могут быть подключены к микросхеме через промежуточный усиливающие симисторы. Следует учитывать, что рабочие токи, коммутируемые симисторами, зависят от температуры. В таблице приведены рекомендуемые симисторы для непосредственного подключения к приборам. Симисторы должны устанавливаться на радиаторы. Следует учитывать, что рабочие токи, коммутируемые симисторами, зависят от температуры. Устаревшие симисторы типа ТС161 требуют однополярного сигнала включения и не могут работать от этих микросхем.
В качестве силовых элементов вместо симисторов можно применять тиристоры, включенные встречно-параллельно (рис.3). Номиналы резисторов выбираются в соответствии с рекомендациями к рис.2, диоды - 1N4001.
В [2] приведены основные типы и параметры модулей российского производства. Источники информации
1. 6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (800 Volts Peak). Motorola Semiconductor Technical data.
2. Л.Рачинский, А.Санчугов. Новые силовые полупроводниковые гибридные модули с оптической развязкой серии МГТСО. - Силовая электроника, 2006, №2, С.60.
3. http://www.termodat.spb.ru/out.htm.
4. О.В.Белоусов. Электронный коммутатор нагрузок. - Радиоаматор, 2007, №11, С.33.
5. О.В.Белоусов. Электронный коммутатор нагрузок. - Радиолюбитель, 2008, №3, С.12.
6. В.А.Мельник. Детекторы пересечения нуля сетевым напряжением на микроконтроллере. - Радиокомпоненты, 2008, №3, С.49. - Электрик, 2008, №5, С.64. - Радиомир, 2008, №4, С.23.
7. А.Кашкаров. Варианты включения безрелейных оконечных электронных узлов. - Радиолюбитель, 2008, №1, С.55.
Рис.1 
Рис.2
Рис.3
Таблица
