Relé (DC): o 99,9% menší výkon a možnost blokování: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Přepínání relé je základním prvkem elektrických řídicích systémů. Počínaje nejméně 1833 byla pro telegrafní systémy vyvinuta raná elektromagnetická relé. Před vynálezem elektronek a později polovodičů byla jako zesilovače používána relé. To znamená, že při převodu signálů s nízkým výkonem na signály s vyšším výkonem nebo když bylo vzdálené přepínání zátěže prospěšné nebo nutné, byla relé nejmodernější možností. Telegrafní stanice byly propojeny kilometry měděného drátu. Elektrický odpor v těchto vodičích omezoval vzdálenost, kterou mohl být signál sdělen. Relé umožňovaly zesílení nebo „opakování“signálu po cestě. Důvodem je, že kdekoli bylo připojeno relé, mohl být vstřikován jiný zdroj energie, který dostatečně posílil signál, aby jej poslal dále po linii.

Elektromagnetické reléové spínání již nemusí být nejmodernější technologií, nicméně je stále široce používáno v průmyslovém řízení a tam, kde je požadováno nebo vyžadováno skutečné galvanické izolované spínání. Polovodičová relé, druhá ze dvou primárních kategorií reléových spínačů, mají oproti elektromagnetickým relé určité výhody. SSR mohou být kompaktnější, energeticky účinnější, rychlejší na kole a neobsahují žádné pohyblivé části.

Účelem tohoto článku je ukázat jednoduchou metodu pro zvýšení energetické účinnosti a funkčnosti standardních elektromagneticky ovládaných spínačů ovládaných stejnosměrným proudem.

Přejít na pokyny k sestavení

Krok 1: Tři běžné typy elektromagnetických relé

1. Standardní bez blokování (monostabilní):

• Jedna cívka magnetického drátu obklopující jádro s nízkou magnetickou propustností (magnetizováno pouze při napájení cívky).
• Přepněte kotvu drženou ve stabilním stavu (není zatažena) pružinou.
• Vyžaduje, aby na cívku bylo aplikováno stejnosměrné napětí v libovolné polaritě, aby se zatáhla kotva spínače.
• K dočasnému magnetizaci pólového nástavce na armatuře a udržení tohoto stavu vyžaduje nepřetržitý proud.
• K zatažení kotvy je zapotřebí více proudu, než je nutné k jejímu držení.

Použití: Obecný účel.

2. Blokování (bistabilní):

Typ jedné cívky:

• Jedna cívka magnetického drátu obklopující semi-magneticky propustné jádro (zůstává lehce magnetizována).
• Přepněte kotvu drženou v odjištěném stavu (nevytaženo) pružinou.
• Vyžaduje pouze krátký impuls stejnosměrného výkonu, který má být na cívku aplikován v jedné polaritě, aby v tomto stavu zatáhl a magneticky zablokoval spínací armaturu.
• Vyžaduje pouze krátký impuls obrácené polarity, aby byl na cívku aplikován odblokování.

Typ duální cívky:

• Dvě cívky magnetického drátu obklopující polomagneticky propustné jádro (zůstává lehce magnetizované).
• Přepněte kotvu drženou v odjištěném stavu (nevytaženo) pružinou.
• Vyžaduje pouze krátký puls stejnosměrného výkonu, který má být aplikován na jednu cívku, v jedné polaritě, aby v tomto stavu zatáhl a magneticky zablokoval spínací armaturu
• K odblokování vyžaduje, aby byl na druhou cívku v jedné polaritě aplikován pouze krátký puls stejnosměrného výkonu.

Použití: Mimo průmyslové řízení, většinou používané pro přepínání RF a audio signálu.

3. Reed Type:

• Jedna cívka magnetického drátu obklopující jádro s nízkou magnetickou propustností (magnetizováno pouze při napájení cívky).
• Blízce rozmístěné pružinové kovové kontakty hermeticky uzavřené ve skleněné trubici (rákosu).
• Reed je umístěn blízko cívky.
• Kontakty jsou drženy ve stabilním stavu jejich napnutím pružiny.
• Vyžaduje, aby na cívku bylo aplikováno stejnosměrné napětí v jedné polaritě, aby se kontakty otevřely nebo zavřely.
• Vyžaduje nepřetržitý proud k magnetickému držení kontaktů v nestabilním stavu.

Použití: Téměř výlučně se používá pro přepínání malých signálů.

Krok 2: Klady a zápory 3 typů

1. Standardní bez blokování (monostabilní):

Profesionálové:

• Obvykle nejdostupnější.
• Téměř vždy možnost s nejnižší cenou.
• Všestranný a spolehlivý.
• Není vyžadován žádný obvod ovladače.

Nevýhody:

• Při konvenčním řízení není energeticky účinný.
• Produkujte teplo při dlouhodobém napájení.
• Hlučné při přepínání.

2. Blokování (bistabilní):

Profesionálové:

• Energeticky efektivní, někdy více než SSR.
• Po aktivaci podržte některý z těchto stavů, i když není k dispozici napájení.

Nevýhody:

• Méně snadno dostupné než standardní relé.
• Ceny téměř vždy vyšší než standardní relé.
• Obvykle méně možností konfigurace přepínačů ve srovnání se standardními relé.
• Vyžadovat obvody ovladače.

3. Reed:

Profesionálové:

Obvykle nejkompaktnější ze 3 typů

Nevýhody:

Specializovanější, méně dostupné, méně možností

Krok 3: Squeeze That Juice Like a Miser

Konvenčním způsobem snížení přídržného proudu standardního relé je připojení cívky přes sériový odpor s velkým hodnotným elektrolytickým kondenzátorem paralelně s odporem. Většina blokovacích relé potřebuje pouze 2/3 (nebo méně) aktivačního proudu k udržení stavu.

Když je připojeno napájení, protéká cívkou proudový proud dostatečný k ovládání relé, když se kondenzátor nabíjí.

Jakmile je kondenzátor nabitý, přídržný proud je omezen a dodáván přes paralelní odpor.

Krok 4: Maximalizujte své ubohé neplechy

Druhá cena v soutěži Electronics Tips & Tricks Challenge