Reläer (DC): 99,9% mindre effekt och låsning: 5 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Reläväxling är en grundläggande del av elektriska styrsystem. Med anor från minst 1833 utvecklades tidiga elektromagnetiska reläer för telegrafisystem. Före uppfinningen av vakuumrör och senare halvledare användes reläer som förstärkare. Det vill säga, när man konverterar lågeffektsignaler till signaler med högre effekt, eller när fjärrstyrd lastväxling var fördelaktig eller nödvändig, var reläer det toppmoderna alternativet. Telegrafstationer kopplades samman med miles av koppartråd. Elektriskt motstånd i dessa ledare begränsade avståndet signalen kunde kommuniceras. Reläer tillät signalen att förstärkas eller "upprepas" längs vägen. Detta beror på att varhelst ett relä var anslutet kan en annan strömkälla injiceras, vilket ökar signalen tillräckligt för att skicka den längre ner på linjen.

Elektromagnetisk reläväxling kanske inte längre är toppmodern teknik, men den används fortfarande i stor utsträckning inom industriell styrning och där äkta galvanisk isolerad omkoppling önskas eller krävs. Solid-state-reläer, den andra av de två primära kategorierna av reläomkopplare, har vissa fördelar jämfört med elektromagnetiska reläer. SSR: er kan vara mer kompakta, mer energieffektiva, cykla snabbare och de har inga rörliga delar.

Syftet med denna artikel är att visa en enkel metod för att öka energieffektiviteten och funktionaliteten hos vanliga DC -aktiverade elektromagnetiska reläbrytare.

Gå till bygginstruktioner

Steg 1: De tre vanliga elektromagnetiska relätyperna

1. Standard icke-låsande (monostabil):

• En enda spole av magnettråd som omger en kärna med låg magnetisk permeabilitet (endast magnetiserad när spolen är strömförande).
• Brytarmatur som hålls i stabilt tillstånd (inte dras in) av en fjäder.
• Kräver att en likspänning appliceras på spolen, i antingen polaritet, för att dra in omkopplararmaturen.
• Kräver en kontinuerlig ström för att tillfälligt magnetisera polstycket på ankaret och hålla detta tillstånd.
• Mer ström krävs för att dra in ankaret än vad som krävs för att hålla in det.

Användningsområden: Allmänt syfte.

2. Låsning (bistabil):

Single Coil Type:

• En enda spole av magnettråd som omger en halvmagnetiskt permeabel kärna (förblir lätt magnetiserad).
• Brytarmatur som hålls i olåst tillstånd (inte dras in) av en fjäder.
• Kräver endast en kort puls av likström för spolen, i en polaritet, för att dra in och magnetiskt låsa omkopplararmaturen i detta tillstånd.
• Kräver endast en kort omvänd polaritetspuls för spolen för att låsa upp.

Dubbel spole typ:

• Två spolar magnettråd som omger en halvmagnetiskt permeabel kärna (förblir lätt magnetiserad).
• Brytarmatur som hålls i olåst tillstånd (inte dras in) av en fjäder.
• Kräver endast en kort puls av likström för att appliceras på en spole, i en polaritet, för att dra in och magnetiskt låsa omkopplararmaturen i detta tillstånd
• Kräver endast en kort puls av likström för att appliceras på den andra spolen, i en polaritet, för att låsa upp.

Användningsområden: Utanför industriell styrning, används mest för växling av RF och ljudsignaler.

3. Vass typ:

• En enda spole av magnettråd som omger en kärna med låg magnetisk permeabilitet (endast magnetiserad när spolen är strömförande).
• Tätt åtskilda fjädermetallkontakter hermetiskt förslutna i ett glasrör (vass).
• Vasset är placerat nära spolen.
• Kontakterna hålls i stabilt tillstånd genom sin fjäderspänning.
• Kräver att en likspänning appliceras på spolen, antingen i polaritet, för att dra kontakterna öppna eller stängda.
• Kräver en kontinuerlig ström för att magnetiskt hålla kontakterna i icke-stabilt tillstånd.

Användningsområden: Används nästan uteslutande för växling av små signaler.

Steg 2: Fördelar och nackdelar med de tre typerna

1. Standard icke-låsande (monostabil):

Fördelar:

• Vanligtvis det mest tillgängliga.
• Nästan alltid det billigaste alternativet.
• Mångsidig och pålitlig.
• Ingen förarkrets krävs.

Nackdelar:

• Inte energieffektiv vid konventionell körning.
• Producera värme när den får energi under lång tid.
• Bullrigt vid växling.

2. Låsning (bistabil):

Fördelar:

• Energieffektiv, ibland mer än SSR.
• När den är aktiverad, håll endera tillståndet även om det inte finns någon ström.

Nackdelar:

• Mindre lättillgängligt än standardreläer.
• Priserna är nästan alltid högre än standardreläer.
• Vanligtvis färre switch -konfigurationsalternativ jämfört med standardreläer.
• Kräv förarkretsar.

3. Vass:

Fördelar:

Vanligtvis den mest kompakta av de 3 typerna

Nackdelar:

Mer specialiserade, mindre tillgängliga, färre alternativ

Steg 3: Pressa den där juicen som en eländare

Ett konventionellt sätt att minska hållströmmen för ett standardrelä är att ansluta spolen genom ett seriemotstånd med en stor elektrolytkondensator parallellt med motståndet. De flesta icke-låsande reläer behöver bara cirka 2/3 (eller mindre) av aktiveringsströmmen för att hålla tillstånd.

När strömförsörjningen strömmar en strömökning som är tillräcklig för att aktivera reläet genom spolen när kondensatorn laddas.

När kondensatorn väl är laddad begränsas och hålls en hållström av det parallella motståndet.

Steg 4: Maximera din elakhet

Andra priset i elektronikens tips och tricks -utmaning