มีวิธีใดบ้างในการใช้รีเลย์ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น


38

เรามักจะใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อควบคุมรีเลย์และไมโครคอนโทรลเลอร์ 5 V มักใช้กับรีเลย์ 12 V รีเลย์อาจต้องใช้พลังงานมากกว่าไมโครคอนโทรลเลอร์หลายเท่า ไม่ใช่ปัญหาหากคุณสามารถใช้ SSR ซึ่งคุณสามารถขับได้ที่ mA สองสามตัว แต่มีสถานการณ์ที่คุณต้องการรีเลย์ไฟฟ้า เมื่อมีการสนทนาอื่น ที่นี่ฉันจะมุ่งเน้นไปที่ระบบเครื่องกลไฟฟ้า ดังนั้นวิธีการใช้รีเลย์เหล่านั้นมีประสิทธิภาพมากขึ้นคืออะไร?


เป็นการเขียนที่ดี ฉันสมมติว่านี่เป็นหลังจากที่คุณตัดสินใจว่าสวิตช์ SSR หรืออะนาล็อกไม่เพียงพอใช่ไหม :)
W5VO

@ W5VO - ใช่ เห็นได้ชัดว่า SSR ไม่ได้เป็นที่หิวพลังงาน แต่ไม่สามารถใช้งานได้เสมอ ฉันจะระบุในคำถาม
stevenvh

2
ตัวควบคุมการสลับกระแสไฟ + คงที่ในปัจจุบันสองตัว - ดึงเข้ามาที่แหล่งจ่ายเต็มแล้วลดกระแสให้เป็นกระแสโฮลดิ้งด้วยการแปลง smps down ทำให้มันมีประสิทธิภาพมาก สามารถทำได้ด้วยทรานซิสเตอร์ 2 ตัวและใช้รีเลย์คอยล์เป็นตัวเหนี่ยวนำ smps ฉันจะพยายามโพสต์วงจรสักครู่
รัสเซลแม็คมาฮอน

คำตอบ:


33

นี่เป็นคำตอบที่ค่อนข้างยาว แต่ฉันได้เพิ่มรูปภาพสวย ๆ มากมายซึ่งควรจะป้องกันไม่ให้คุณหลับไป ;-)

ฉันรับรู้ถึงรีเลย์ที่มีขนาดเล็กและพวกมันเป็นผู้รักษาใหญ่ แต่ที่นี่ฉันจะพูดถึงวิธีแก้ปัญหาที่แตกต่างกันทั้งหมดสำหรับรีเลย์ที่ไม่ล็อคกันในกรณีที่คุณไม่ต้องการใช้รีเลย์รีเลย์ นั่นอาจเป็นเพราะข้อเสนอแนะหรือเหตุผลไดรฟ์ที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่น (วิธีหนึ่งในการรับข้อเสนอแนะคือการใช้การติดต่อหนึ่งครั้งของรีเลย์สองขั้ว แต่จากนั้นคุณลดการถ่ายทอดให้เป็นขั้วเดี่ยวมีขั้วรีเลย์ 3 ขั้ว แต่มีราคาแพง)
อย่างไรก็ตามนี่เป็นเรื่องทั่วไปของคุณ ถ่ายทอด ฉันจะใช้รีเลย์นี้เพื่ออ้างอิง

ตัวต้านทานซีรีย์
วิธีที่ประหยัดและง่ายในการลดพลังงานและใช้กับรีเลย์ส่วนใหญ่ ระวังต้องใช้แรงดันไฟฟ้าในแผ่นข้อมูลบางครั้งเรียกว่า "แรงดันไฟฟ้าแบบดึง" สำหรับเวอร์ชันมาตรฐาน 12 V ของรีเลย์ด้านบนที่ 8.4 V นั่นหมายความว่ารีเลย์ 12 V จะทำงานได้เช่นกันหากคุณใช้ขั้นต่ำ 8.4 V เหตุผลของระยะห่างที่กว้างนี้คือ 12 โวลต์สำหรับรีเลย์มักจะไม่ได้รับการควบคุมและอาจแตกต่างกันไปเช่นความทนทานต่อแรงดันไฟหลัก ตรวจสอบระยะขอบใน 12 V ก่อนทำสิ่งนี้
ลองรักษาระยะขอบไว้แล้วไป 9 โวลต์รีเลย์มีความต้านทานคอยล์ 360 then จากนั้นตัวต้านทานซีรีส์ 120 Ωจะทำให้เกิดการตก 3 V และที่เหลืออีก 9 V สำหรับรีเลย์ การกระจายพลังงานคือ 300 mW แทน 400 mW, ประหยัดพลังงาน 25%,ด้วยตัวต้านทานแบบอนุกรม

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ในกราฟนี้และกราฟอื่นพลังงานของโซลูชันทั่วไปจะแสดงเป็นสีน้ำเงินซึ่งเป็นค่าปกติสำหรับอินพุต 12 V และโซลูชันที่ปรับปรุงแล้วของเราเป็นสีม่วง แกน x แสดงแรงดันไฟฟ้าขาเข้า

ตัวควบคุม LDO
ด้วยตัวต้านทานซีรีย์การประหยัดพลังงานเป็นค่าคงที่ 25% อัตราส่วนของตัวต้านทานของเรา หากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นกำลังงานจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า แต่ถ้าเราสามารถรักษาแรงดันไฟฟ้ารีเลย์ได้อย่างต่อเนื่องอิสระของแรงดันไฟฟ้าของเราพลังงานจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงเมื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเข้าเท่านั้น เราสามารถทำได้โดยใช้ LDO 9 V เพื่อจ่ายกำลังให้กับรีเลย์ หมายเหตุว่าเมื่อเทียบกับชุดตัวต้านทานนี้จะช่วยประหยัดพลังงานมากขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าอินพุตที่สูงขึ้น แต่น้อยกว่าถ้าแรงดันไฟฟ้าอินพุตลดลงต่ำกว่า 12 โวลต์
ประหยัดพลังงาน: 25%

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

Sensitive relay
นี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการลดพลังงานลงอย่างมาก: ใช้ relay เวอร์ชันที่ละเอียดอ่อน รีเลย์ของเรามีให้ในรุ่นมาตรฐานซึ่งต้องการ 400 mW และรุ่นที่ละเอียดอ่อนซึ่งมีความสุขกับครึ่งหนึ่ง
ดังนั้นทำไมไม่ใช้รีเลย์อ่อนไหวเสมอไป? ประการแรกรีเลย์ไม่ทั้งหมดมีประเภทที่ละเอียดอ่อนและเมื่อพวกมันมักจะมีข้อ จำกัด เช่นไม่มีการเปลี่ยนหน้าสัมผัส (CO) หรือเปลี่ยนกระแส จำกัด พวกมันแพงกว่าเช่นกัน แต่ถ้าคุณสามารถหาแอปที่เหมาะกับใบสมัครของคุณฉันจะพิจารณาอย่างแน่นอน
ประหยัดพลังงาน: 50%

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

รีเลย์ 12 V ที่ 5 V
มาถึง Real Savings ™ ก่อนอื่นเราจะต้องอธิบายการใช้งาน 5 V เราเห็นแล้วว่าเราสามารถใช้งานรีเลย์ที่ 9 V เนื่องจาก "ต้องใช้แรงดันไฟฟ้า" คือ 8.4 V แต่ 5 V นั้นต่ำกว่านั้นมากดังนั้นจึงไม่เปิดใช้งานรีเลย์ อย่างไรก็ตามปรากฏว่า "ต้องใช้แรงดันไฟฟ้า" เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเปิดใช้งานรีเลย์เท่านั้น เมื่อเปิดใช้งานมันจะยังคงทำงานแม้จะมีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่ามาก คุณสามารถลองสิ่งนี้ได้อย่างง่ายดาย เปิดรีเลย์และวาง 5 V บนขดลวดแล้วคุณจะเห็นว่ามันไม่ทำงาน ตอนนี้ปิดรายชื่อผู้ติดต่อด้วยปลายดินสอและคุณจะเห็นว่ามันยังคงปิด ยิ่งใหญ่

มีหนึ่งที่จับได้: เราจะรู้ได้อย่างไรว่าสิ่งนี้จะได้ผลสำหรับการถ่ายทอดของเรา? ไม่พูดถึง 5 V ทุกที่ สิ่งที่เราต้องการคือ "แรงดันค้าง" ของรีเลย์ซึ่งให้แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำในการเปิดใช้งานอยู่และน่าเสียดายที่มักถูกละเว้นในเอกสารข้อมูล ดังนั้นเราจะต้องใช้พารามิเตอร์อื่น: "ต้องปล่อยแรงดันไฟฟ้า" นั่นคือแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่รีเลย์จะรับประกันปิด สำหรับรีเลย์ 12 โวลต์ของเราคือ 0.6 โวลต์ซึ่งต่ำมาก "แรงดันไฟฟ้าค้าง" มักจะสูงกว่าเพียงเล็กน้อยเช่น 1.5 V หรือ 2 V ในหลาย ๆ กรณีที่ 5 V มีค่าความเสี่ยง ไม่ใช่ถ้าคุณต้องการใช้งานอุปกรณ์ 10k / ปีโดยไม่ปรึกษาผู้ผลิตรีเลย์ คุณอาจได้รับผลตอบแทนมากมาย

ดังนั้นเราจึงต้องการแรงดันไฟฟ้าสูงเพียงช่วงเวลาสั้น ๆ และจากนั้นเราสามารถตั้งค่าได้ 5 โวลต์ซึ่งสามารถทำได้อย่างง่ายดายด้วยวงจร RC ขนานในซีรีย์กับรีเลย์ เมื่อรีเลย์ถูกเปิดบนตัวเก็บประจุจะถูกปล่อยออกและดังนั้นจึงลัดวงจรตัวต้านทานแบบขนานเพื่อให้ 12 โวลต์เต็มข้ามขดลวดและสามารถเปิดใช้งานได้ จากนั้นตัวเก็บประจุจะถูกประจุและจะมีแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานซึ่งจะลดกระแส

นี่เป็นเหมือนในตัวอย่างแรกของเราเท่านั้นจากนั้นเราไปหาแรงดันคอยล์ 9 V ตอนนี้เราต้องการเครื่องคิดเลข 5 V. ! 5 V ทั่วขดลวดของ 360 Ωคือ 13.9 mA จากนั้นตัวต้านทานควรจะ (12 V - 5 V) /13.9 mA = 500 Ω ก่อนที่เราจะสามารถหาค่าของตัวเก็บประจุเราต้องศึกษาแผ่นข้อมูลอีกครั้ง: เวลาใช้งานสูงสุดคือ 10 ms สูงสุด นั่นหมายความว่าตัวเก็บประจุควรชาร์จช้าพอที่จะยังคงมี 8.4 V ในขดลวดหลังจาก 10 มิลลิวินาที นี่คือสิ่งที่แรงดันไฟฟ้าของขดลวดในช่วงเวลาที่ควรมีลักษณะ:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ค่า R สำหรับค่าคงที่เวลา RC คือ 500 Ωขนานกับขดลวด 360 Ωเนื่องจากThévenin นั่นคือ 209 Ω สมการของกราฟคือ

VCOIL=5V+7VetRC

ด้วย = 8.4 V, = 10 ms และ = 209 Ωเราสามารถหาค่าและหาค่าขั้นต่ำ 66 µF ลองใช้ 100 µF t R CVCOILtRC

ดังนั้นในสถานะคงที่เราจึงมีความต้านทาน 860 instead แทน 360 Ω เรากำลังประหยัด 58%

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

12 V relay ที่ 5 V, reprise
วิธีการแก้ปัญหาต่อไปนี้ช่วยให้เราประหยัดได้เหมือนกันที่ 12 V แต่ด้วยตัวปรับแรงดันไฟฟ้าเราจะรักษาแรงดันที่ 5 V แม้ว่าแรงดันอินพุตจะเพิ่มขึ้น

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเราปิดสวิตช์ C1 ได้รับการชาร์จอย่างรวดเร็วถึง 4.3 V ผ่าน D1 และ R1 ในเวลาเดียวกัน C2 จะถูกเรียกเก็บเงินผ่าน R2 เมื่อถึงเกณฑ์ของสวิตช์แบบอะนาล็อกสวิตช์ใน IC1 จะสลับและขั้วลบของ C1 จะเชื่อมต่อกับ +5 V เพื่อให้ขั้วบวกไปที่ 9.3 V ซึ่งเพียงพอสำหรับการถ่ายทอดเพื่อเปิดใช้งานและหลังจาก C1 ถูกปล่อยออกมา รีเลย์ขับเคลื่อนโดย 5 V ถึง D1

แล้วเราจะได้อะไร? เรามี 5 V / 360 Ω = 14 mA ผ่านรีเลย์และมาจาก 12 V ผ่าน LM7805 หรือคล้ายกันที่ 167 mW แทนที่จะเป็น 400 mW
ประหยัดพลังงาน: 58%

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

12 V relay ที่ 5 V, reprise 2
เราสามารถทำได้ดียิ่งขึ้นโดยใช้ SMPS เพื่อรับ 5 V ของเราจากแหล่งจ่ายไฟ 12 V ของเรา เราจะใช้วงจรเดียวกันกับสวิตช์แบบอะนาล็อก แต่เราจะประหยัดได้มากขึ้น ที่ SMPS มีประสิทธิภาพ 90% เรามี(!) ประหยัดพลังงาน

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

(กราฟที่สร้างด้วย Mathematica)


วิธีการเกี่ยวกับการถ่ายทอด PWM หรือไม่ ฉันคิดว่าสิ่งที่รีเลย์ต้องการเก็บไว้ก็คือกระแสไฟฟ้ามากกว่ากระแสไฟฟ้า ดังนั้นฉันคาดหวังว่า PWM ที่ใช้หน้าสัมผัสรีเลย์จะให้การประหยัดพลังงานเทียบเท่ากับการใช้ SMPS แต่มีราคาถูกกว่ามาก (ในเชิงความคิดโดยใช้การเหนี่ยวนำของรีเลย์แทนตัวเหนี่ยวนำภายนอก)
supercat

@supercat - จริงและรัสเซลกล่าวไว้ในคำตอบของเขา ข้อเสียอย่างหนึ่งคือมันอาจจะแผ่กระจายไปเหมือนนรกเพราะขดลวดไม่ได้ป้องกัน (อาจจะไม่เป็นเพราะความถี่สามารถถูกเก็บไว้ได้ต่ำเครื่องหมายคำถาม) และในการสลับที่คุณต้องการศูนย์ต้านทานขดลวดจะมีประสิทธิภาพสูงในการถ่ายทอดความต้านทานสูง แกนยังแตกต่างจากตัวเหนี่ยวนำของ switcher ดังนั้นพฤติกรรมอุปนัยจะแตกต่างกันเช่นกัน ฉันอาจเพิ่มคำตอบของฉันในบางวัน แต่มันดูไม่ง่ายเลย ฉันจะต้องคิดเกี่ยวกับมัน ขอบคุณสำหรับคำแนะนำ
stevenvh

วัตถุประสงค์ของขดลวดในรีเลย์คือการสร้างสนามแม่เหล็กแทนที่จะยอมทำพฤติกรรมทางไฟฟ้า ดังนั้นคุณสมบัติทางไฟฟ้าของมันจึงด้อยกว่าตัวเหนี่ยวนำซึ่งปรับให้เหมาะสมสำหรับวัตถุประสงค์ดังกล่าว อย่างไรก็ตามหากขดลวดต้องการ 10mA ที่ไหลผ่านเพื่อให้หน้าสัมผัสถูกดึงออกพลังงานที่สูญเสียไปโดยการใส่ 10mA ผ่านความต้านทานของขดลวดจะเหมือนกันไม่ว่าจะใช้ขดลวดรีเลย์หรือตัวเหนี่ยวนำอื่น ๆ เพื่อทำให้กระแสเสถียร โพสต์ของรัสเซลใช้วงจรเพื่อสร้าง PWM แต่พินตัวประมวลผลอาจทำได้เช่นกัน
supercat

ฉันเห็นว่าคุณใช้เวทมนตร์เลขในมาตราส่วนของกราฟใจเพิ่มหน่วยสำหรับตัวเลขมายากล?
Ferrybig

16

stevenvh ให้คำตอบที่ยอดเยี่ยม แต่มีวิธีแก้ปัญหาที่ไม่ได้ระบุไว้ว่าฉันใช้ทุกครั้งที่ทำได้: รีเลย์แบบสเต็ป

พวกเขาใช้พลังงานเฉพาะเมื่อเปลี่ยนสถานะการถ่ายทอด

แน่นอนว่ามันทำให้อิเล็กทรอนิกส์มีความซับซ้อนมากขึ้นเพราะคุณต้องการวิธีรู้สถานะรีเลย์เมื่อไมโครคอนโทรลเลอร์เริ่มทำงาน แต่ในหลาย ๆ กรณีมันช่วยประหยัดพลังงานได้มาก ในระบบอัตโนมัติภายในบ้านของฉันการเปลี่ยนรีเลย์ 24 "มาตรฐาน" ด้วยขั้นตอนที่บันทึกไว้เกือบ 98% ของการใช้พลังงานโดยคณะกรรมการไมโครคอนโทรลเลอร์

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


1
นี่ดูเหมือนจะเป็นทางออกที่ชัดเจน แต่ก็แปลกที่ฉันเห็น IRL เหล่านั้นแทบจะไม่ โมดูลรีเลย์ที่ฉันเคยเห็นมาแล้วทุกรีเลย์ที่ใช้กันได้ ฉันเดาว่าการขาดความคิดเห็นของสถานะรีเลย์เป็นข้อเสียเปรียบครั้งใหญ่
Federico Russo

ฉันยังคิดว่าข้อเสนอแนะของสถานะการถ่ายทอดเป็นปัญหา มันจะน่าสนใจที่จะเรียนรู้วิธีที่คุณแก้ไขปัญหานี้ ที่งานก่อนหน้าของฉันเรายังออกแบบระบบอัตโนมัติภายในบ้านและตัดสินใจเลือกรีเลย์ที่มีขนาดเล็กเพราะเราไม่มีวิธีแก้ปัญหาที่น่าพอใจสำหรับข้อเสนอแนะ
stevenvh

1
@FedericoRusso ... ฉันมีปัญหาในการค้นหาพวกเขาเป็นครั้งแรก แต่เพียงเพราะฉันค้นหาในร้านค้าอิเล็กทรอนิกส์ พวกเขามักจะใช้ในวงจรไฟบ้านและพวกเขาจะขายโดยผู้ค้าปลีกอุปกรณ์ไฟฟ้า ภาพหนึ่งมีสองหน้าสัมผัสแยกกันและนั่นคือสิ่งที่ฉันใช้ (กับ 24V คอยล์) หนึ่งในผู้ติดต่อคือข้อเสนอแนะที่ใช้โดยไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อรับสถานะรีเลย์อีกไดรฟ์โหลด และคุณสามารถตรวจสอบได้ว่ารีเลย์ถูกสลับโดยไม่สูญเสียรายชื่อตัวใดตัวหนึ่งที่ตรวจจับพลังงานที่ด้าน "รีเลย์"
Axeman

นอกจากนี้ยังมีรีเลย์ล็อค bistable วงจรสามารถคิดค้นได้ง่ายพอที่จะเก็บพลังงานและนำไปใช้กับขดลวด delatching เมื่อพลังงานถูกลบออกจากอินพุตหลักจึงทำให้การดำเนินงานภายนอกเหมือนกับรีเลย์คอยล์เดี่ยวปกติ
รัสเซลแม็คมาฮอน

@Axeman: ใช่นั่นคือสิ่งที่ฉันคิด แต่แล้วก็มีการถ่ายทอดสองขั้วของคุณ! นอกจากนี้ตนเองนี้เป็นคนฉลาดคืบคลาน
Federico Russo

15

ดังนั้นวิธีการใช้รีเลย์เหล่านั้นมีประสิทธิภาพมากขึ้นคืออะไร?

ข้อมูลต่อไปนี้อธิบายถึงระบบที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในหลักการที่สามารถใช้กับรีเลย์แบบ "ปกติ" ที่ไม่ล็อค วงจรนี้จะทำงานกับรีเลย์อ้างอิงของสตีเวน - หรือรีเลย์อื่น ๆ

  • วงจรด้านล่างใช้รีเลย์คอยล์เป็นตัวเหนี่ยวนำในตัวแปลงเจ้าชู้เพื่อให้เกิดการประหยัดพลังงานได้ดีกว่าหลายเท่าหลายเท่าด้วยวิธีการควบคุมเชิงเส้นที่ดีที่สุด มันไม่สามารถแข่งขันได้เป็นเวลานานด้วยประสิทธิภาพที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าของโซลูชันการล็อกทางกลหรือสเต็ปเปอร์รีเลย์ แต่สามารถนำไปใช้กับรีเลย์แบบมาตรฐานและแบบไม่มีการแก้ไขใด ๆ ได้

    หากประสิทธิภาพของการแปลงเป็นตัวชี้วัดเพียงอย่างเดียวชุดรูปแบบนี้จะยอดเยี่ยมกว่าสิ่งใด ๆ ที่สามารถทำได้สำหรับแรงดันไฟฟ้าค้างไว้ที่น้อยกว่าประมาณ 50% ของการจ่ายและจะดีกว่าในกรณีส่วนใหญ่

    การนับชิ้นส่วนประกอบนั้นสูงกว่าแบบแผนความต้านทานหรือตัวควบคุมแบบง่าย ๆ แต่จะเรียบง่ายเมื่อการประหยัดพลังงานมีความสำคัญ ข้อกำหนดที่แสดงด้านล่างสำหรับทรานซิสเตอร์ 2 "jellybean", 8 ตัวต้านทาน, 2 ไดโอด, หนึ่งซีเนอร์ไดโอดและตัวเก็บประจุ 2 ตัว อาจลดลงเล็กน้อยด้วยความระมัดระวัง

    หากต้องการระบบควบคุมบั๊กแบบอิง IC สามารถใช้แทนขดลวดรีเลย์ได้เป็นตัวเหนี่ยวนำ

วงจรที่ยอดเยี่ยมที่สุดด้านล่างนี้ได้รับการสนับสนุนโดย Richard Prosser เพื่อตอบสนองต่อความท้าทายในการออกแบบตัวควบคุมการสลับค่าใช้จ่ายต่ำ 8 ปีที่แล้ว ในขณะที่การนับส่วนประกอบนั้นสูงกว่าโซลูชันประหยัดพลังงานอื่น ๆ เล็กน้อยโดยทั่วไปแล้ววิธีนี้จะมีประสิทธิภาพมากกว่าที่มีประสิทธิภาพมากกว่าทางเลือกทั่วไปและโดดเด่นเมื่อแรงดันการถ่ายทอดรีเลย์ V_hold_in น้อยกว่าแรงดันไฟฟ้า ในตัวอย่างที่แสดงแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายคือ 20V ถึง 70V แต่วงจรสามารถออกแบบสำหรับช่วงแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสม

ดังที่แสดงไว้ที่นี่วงจรขับรีเลย์ที่กระแสคงที่ คุณสมบัติการเปิดเครื่องสามารถเปลี่ยนได้อย่างง่ายดายเพื่อเริ่มต้นให้กระแสไดรฟ์ที่สูงขึ้น แต่วงจรตามที่แสดงมักจะเป็นที่ยอมรับมาก

ความหมายหลักของวงจรคือการใช้งานไดรฟ์กระแสคงที่ไปยังขดลวดรีเลย์โดยใช้ตัวเหนี่ยวนำรีเลย์เองเป็นตัวเหนี่ยวนำในตัวควบคุมบั๊ก แรงดันไฟฟ้าที่ใช้จะถูกลดระดับลงเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการเพื่อกำหนดระดับการขับเคลื่อนที่ต้องการ อาจเป็นได้ทั้งการออกแบบและการขับเคลื่อนขดลวดตามแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดหรือกระแสไฟฟ้าที่กำหนด

แม้จะใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงมากซึ่งประสิทธิภาพลดลง (อาจจะต่ำถึงประมาณ 50% ที่ Vin สูงมาก) การประหยัดพลังงานมีความสำคัญ
ควรพิจารณา - ถ้ารีเลย์ค้างไว้ที่แรงดัน 5V และแรงดันคือ 30V ตัวต้านทานแบบอนุกรมหรือตัวควบคุมเชิงเส้นไม่สามารถให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า Vrelay / Vsupply = 5/30 ~ = 16% แต่สิ่งนี้ต้องการการถ่ายทอดกระแสไฟฟ้ารีเลย์ที่ 5V จากแหล่งจ่ายไฟ 30V ดังนั้นการกระจายพลังงาน = Iholdin x 30 เมื่อใช้ตัวแปลงเจ้าชู้กำลัง = Vrelay x ฉันถือ x 100% / ประสิทธิภาพ%
ที่ประสิทธิภาพ 50% การได้รับนั้นเป็นปัจจัยที่ 30V / 5V x 50/100 = 3: เมื่อเปรียบเทียบกับที่ดีที่สุดที่สามารถทำได้ด้วยระบบที่ไม่เปลี่ยน

  • ปัจจัยการลดพลังงาน = Vsupply / Vholdin x ประสิทธิภาพ% / 100%

นี่คืออัตราขยายที่สัมพันธ์กับระบบเชิงเส้นที่ดีที่สุดที่สามารถทำได้

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

คำอธิบายการใช้งานที่ง่ายขึ้น - มีรายละเอียดเพิ่มเติมหากจำเป็น:

โทรซีเนอร์ Z1 แรงดันไฟฟ้าซีเนอร์ Vz1

ฐาน Q1 จะถูกเก็บไว้ที่แรงดันอ้างอิงโดย Vz1 หารด้วย R9, R2
เมื่อ Irelay = 0, Q1_E =) ดังนั้น Q1 ดังนั้น Q2 ดังนั้น I_relay จึงเพิ่มขึ้น
เนื่องจาก Irelay เพิ่มขึ้น V_R7 เพิ่มขึ้นจนกระทั่ง Q1E สูงพอที่จะปิด Q1
Q1 การปิดจะปิด Q2 และถ่ายทอด "freewheels ปัจจุบันผ่าน D3, R7.
R1, C2 ทำให้เกิดการหน่วงเวลาในการรับรู้ของ V_R7 เมื่อ I_relay ตกลงดังนั้นให้ hysteresis
ปฏิกิริยาอื่น ๆ อีกมากมายเกิดขึ้น


"Black Switchjing Regulator" - โดย Roman Black:

"อุปกรณ์ควบคุมการเปลี่ยนแบล็ก" เป็นที่รู้จักกันค่อนข้างดีมาจากวงจรนี้อันเป็นผลมาจากความท้าทายในการออกแบบ

ลิงก์ Cicruit เสีย แต่

อภิปรายผล

รูปแบบ PCB ที่ยังไม่ผ่านการทดสอบ - ผู้ที่กระตือรือร้นมากเกินไปสามารถรับวงจรจากสิ่งนี้ได้อย่างง่ายดาย

หนอ
ด้านล่างนี้เป็นเวอร์ชั่นศิลปะ ASCII ที่ฉันบันทึกไว้ในดิสก์ซึ่งอาจเป็นสำเนาจากหน้าเว็บดั้งเดิม ประสิทธิภาพการทำงานไม่น่าประหลาดใจ wrt effiicncy หรือ Vout droop กับโหลดหรือ Vin แต่มันราคาถูก :-) "My" GSR ใช้ทรานซิสเตอร์มากกว่าหนึ่งตัวดังนั้นจึงไม่ค่อยมีความเรียบง่ายในค่าใช้จ่ายส่วนประกอบ แต่มีรายละเอียดที่ดีกว่าโดยทั่วไป แต่นั่นเป็นอีกเรื่องหนึ่ง

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


Axeman กล่าวถึงการถ่ายทอดขั้นตอน

นอกจากนี้ยังมี bistable รีเลย์ล็อค

วงจรสามารถคิดค้นได้ง่ายพอที่จะเก็บพลังงานและนำไปใช้กับขดลวดที่มีการแยกออกเมื่อพลังงานถูกลบออกจากอินพุตหลักทำให้การทำงานภายนอกเหมือนกับรีเลย์คอยล์เดี่ยวทั่วไป

ด้านล่าง - รีเลย์ล๊อคกิ้งหนึ่งรุ่น - บางรุ่นมีขดลวดแยกพลังงานออกจากกัน:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


อัจฉริยภาพ วงจรควบคุมนั้นยอดเยี่ยมมาก!
อดัมอเรนซ์

5

คุณอาจต้องการที่จะตรวจสอบล่าสุดEDN ออกแบบไอเดีย

ไดรเวอร์โซลินอยด์ที่มีประสิทธิภาพ

โดยพื้นฐานแล้วคุณจะต้องจบด้วยตัวคูณ DC และทรานซิสเตอร์ตัวเดียวเพื่อเปิดและปิด ตัวคูณให้ "เตะ" เริ่มต้นที่คุณต้องการ แต่แล้วแรงดันไฟฟ้าคงที่ของมันจะต่ำกว่ามาก ไม่มีสิ่งใดที่สำคัญในวงจรและสามารถปรับใช้กับรีเลย์หรือโซลินอยด์เกือบทุกชนิด


1
นั่นหมายความว่าหม้อแปลงต่อรีเลย์หรือไม่
Federico Russo

@FedericoRusso - หม้อแปลงหนึ่งตัวตกลง คุณต้องทำซ้ำส่วนประกอบทั้งหมดยกเว้นหม้อแปลงไฟฟ้า นั่นคือวงจรขับเคลื่อนแต่ละตัวต้องมี C1, D !, D2 เนื่องจาก C2 จะถูกโหลดลงมาเมื่อรีเลย์ทำงาน
รัสเซลแม็คมาฮอน

4

รีเลย์ยังคงมีประโยชน์มากกว่า SSR และเกณฑ์การเลือกจะแตกต่างกันเมื่อเลือกสำหรับปริมาณสูงหรือความน่าเชื่อถือสูงสำหรับความต้องการยานยนต์ เวลาเปลี่ยนชีวิตมีค่าเท่ากับ 10e5 และ 10e6 เมื่อใช้อย่างระมัดระวัง

สำหรับผู้ที่ยังไม่มีความเชี่ยวชาญในตัวเลือกการถ่ายทอดการเพิ่มการรับรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติทั่วไปจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการจับคู่ประสิทธิภาพที่เหมาะสมกับความต้องการ

  • รีเลย์ในการผลิตใช้เวลานานหลายทศวรรษในการเลือกแหล่งที่เชื่อถือได้ต้องใช้ความขยันเนื่องจากคุณภาพของซัพพลายเออร์

  • รีเลย์มีประสิทธิภาพและได้รับกระแสเช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์

    • พิจารณาสวิตช์ทรานซิสเตอร์พลังงานที่มีค่า hFE เท่ากับ 100 เมื่อใช้งานในโหมดอิ่มตัวเราจำเป็นต้องออกแบบโดยได้รับกระแส 5 ถึง 10 ในวงจร
    • รีเลย์ไม่มีปัญหา offset หรือ ESD กับฉนวน> 1 kV โดยทั่วไปและได้รับกระแส 50 ถึง 100 เป็นเรื่องธรรมดา อัตราขยายที่มากขึ้นมีประโยชน์ในการลดรีเลย์แรงดันไฟฟ้าของคอยล์ที่มีประสิทธิภาพ
  • รีเลย์มีคำอธิบายฟอร์มแฟคเตอร์ทั่วไปสำหรับ SPST, SPDT, 2P2T ... 6P2T (ตัวอย่างสวิตช์)

    • รีเลย์อาจถูกกำหนดโดยจำนวนของเสาและหน้าสัมผัสหรือ "พ่น" แต่คำอธิบายที่เป็นมาตรฐานใช้ตัวประกอบแบบฟอร์ม
    • Double Throw หรือ DT มาใน 3 รูปแบบขึ้นอยู่กับสถานที่ 3 แห่งที่ได้รับการกำหนดให้เป็น "เสา" และอีกสองแห่งคือ "การโยน" ที่กำหนดเป็น Normal Closed หรือ Open (NC / NO) และเรียกว่าแบบฟอร์ม A, แบบฟอร์ม B แบบฟอร์ม C ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่
    • ตัวอย่างหนึ่งของ DPDT ในแบบฟอร์ม A เรียกว่า "2-Form A" บางครั้งย่อ 2FA
    • แบบฟอร์มเหล่านี้มี PIN # หรือสถานที่มาตรฐานสำหรับ DIP-14, ยานยนต์, รีเลย์พลังงาน (วัตถุประสงค์ทั่วไป) ", รีเลย์สัญญาณ (เช่นโทรศัพท์), RF Relay, รีเลย์ Reed,> = รีเลย์ 100A (aka Contactor) เป็นต้น

วิธีในการใช้รีเลย์ที่ไม่ถูกต้อง (อ่าน .. ลด MTBF)

  • ใช้รายชื่อที่ได้รับการจัดอันดับ 1 A สำหรับ 10mA สัญญาณปัจจุบันต่ำต้องใช้หน้าสัมผัสชุบทองเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันซึ่งทำให้การสัมผัสที่ดีอย่างสมบูรณ์ในฉนวน
  • ใช้รีเลย์ขนาด 100mA พร้อมการชุบแบบ Au บนการออกแบบที่ใช้พลังงานต่ำ แต่มีตัวพิมพ์ใหญ่ที่สร้างคลื่นขนาดใหญ่สำหรับแผ่นทองแฟลชและเผาไหม้ผ่าน
  • ใช้ฝา ESR ขนาดเล็ก แต่ต่ำ ข้ามรายชื่อผู้ติดต่อของการใช้พลังงานที่ใช้งานไม่บ่อย ฉนวนไดอิเล็กทริกออกไซด์ถูกเผาปิดการปิดสัญญาแต่ละครั้ง และสัญญาณของคุณสามารถเปิดได้ที่รีเลย์กำลังไฟ (อ่าน ... ไม่มีทองคำ) นี่เป็นทางออกที่ยอดเยี่ยมสำหรับฉันในปี 1977 เมื่อฉันออกแบบกล่องที่มีรีเลย์ขนาด 96x15 ~ 30A แต่ละกล่องมีหน้าสัมผัสพิเศษสำหรับการตรวจจับสถานะรีเลย์จากระยะไกล กระแส TTL ไม่เพียงพอที่จะ "สัมผัส" แบบสัมผัส แต่เพิ่มฝาครอบแทนทาลัมขนาดเล็กดึงขึ้นไปที่ V + ด้วย R ขนาดใหญ่แก้ไขปัญหาความน่าเชื่อถือของหน้าสัมผัสสำรอง
  • ใช้แหล่งจ่ายอ่อนเพื่อขับเคลื่อนขดลวด สิ่งนี้สามารถทำให้รีเลย์คอยล์ลดลงต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดที่จำเป็นและถ้ามีโหลดปฏิกิริยาที่มีความสำคัญและการสะท้อนกลับมากเกินไปจากไดรฟ์ที่อ่อนแอทำให้เกิด "การพูดคุยแบบติดต่อ"
  • อย่าลืมใส่แคโทดไดโอดบนขดลวดที่มีพิกัด> 2x แรงดันไฟฟ้า
  • อย่าใส่ขดลวดรีเลย์ในสาย Analog Power V + ที่มีความละเอียดอ่อน
  • อย่าใช้รีเลย์ที่ไม่มีการหุ้มฉนวนใกล้กับวงจรแม่เหล็กที่มีความละเอียดอ่อนเช่นวิทยุ ฯลฯ โดยไม่รับรู้ถึงทิศทางของการรบกวน EMC
  • เมื่อคุณพิจารณาวิธีการที่ยุ่งยากในการบันทึกการกระจายแรงดันของคอยล์ทดสอบร้อยเพื่อความน่าเชื่อถือและเพิ่ม 6sigma สำหรับการหลบหนี / ความล้มเหลวในการออกแบบใด ๆ สำหรับ MTBF และพิจารณาปัจจัยความเครียดทั้งหมดเช่นอุณหภูมิการสั่นสะเทือนความสูงความสูง ฯลฯ

  • หนึ่งในการใช้รีเลย์ที่ยอดเยี่ยมคือการแบ่งวงจร "เริ่มต้นอ่อน" หนึ่งวินาทีหรือมากกว่าหลังจากเปิดเครื่องเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและหลีกเลี่ยงการกระชาก มันสามารถป้องกันการเกิดไฟกระชากในช่วงที่ไฟฟ้าขัดข้องชั่วขณะของการใช้ PTC เพียงเพื่อเริ่มต้นอ่อน สิ่งนี้ทำให้ประสิทธิภาพลดลงชั่วขณะหนึ่ง แต่ปกป้องส่วนประกอบที่สำคัญ กับกระแสไฟกระชากอินพุตต่ำ

รู้สึกอิสระที่จะเพิ่มลงในรายการของฉัน


1
'แคโทดไดโอดบนขดลวดพิกัด> 2x แรงดันไฟฟ้า' เหตุผลอะไรที่อยู่เบื้องหลังกฎนี้
m.Alin

3

คุณสามารถลดกระแสรีเลย์ลงครึ่งหนึ่งด้วยตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุฟีดรีเลย์เมื่อเริ่มต้นตัวต้านทานลดการพักกระแส

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.