Контроль слабого тока. Сильный ток: как использовать реле?

Привет всем, я Роуз. Добро пожаловать в новый пост сегодня. Сегодня я познакомлю вас с реле. Включая его определение, параметры, принцип работы и так далее.

Темы, затронутые в этой статье:

Ⅰ. Основное значение реле

Ⅱ. Основные параметры реле

Ⅲ. Как работать с реле

Ⅳ. Как реле экономит энергию

Ⅴ. Базовые знания твердотельных реле.

Ⅰ. Основное значение реле

Часто используются электронные устройства управления переключающего типа, известные как реле. Их можно разделить на электромагнитные реле, твердотельные реле, реле времени, температурные реле и фотореле в зависимости от различных принципов работы, структуры и функций. Электромагнитное реле — основная тема этой статьи.

Катушка, якорь и контакт составляют основную часть электромагнитного реле. Катушка является входным компонентом реле, а контакт — его выходным компонентом. В соответствии с электромагнитным эффектом, когда в катушке протекает правильный ток, притягивает якорь и вызывает щелчок контакта, создается магнитное поле. Для управления большими токами при малых токах в цепях управления часто используются электромагнитные реле. Внутреннее устройство электромагнитного реле показано на рисунке 1.

Фигура. 1 Структурный состав реле

Ⅱ. Основные параметры реле

Понимание основных характеристик реле важно при его выборе. Эти характеристики включают в себя такие параметры, как напряжение катушки, емкость контакта, сопротивление контакта, напряжение отпускания и т. д.

Когда реле работает нормально, напряжение катушки — это напряжение, приложенное к двум концам катушки. При покупке реле вопрос «На сколько вольт реле вы хотите?» ставится часто.

Термин «емкость контактов» описывает способность реле выдерживать нагрузку, например 2 А/30 В постоянного тока или 20 А/220 В переменного тока;

Напряжение, при котором контакты сбрасываются при уменьшении напряжения на катушке, называется напряжением отпускания.

Фигура. 2 Физическая карта реле

Обычно используются нормально открытые, нормально закрытые и комбинированные типы релейных соединений нормально открытого/нормально закрытого типа.

Ⅲ. Как работать с реле

Реле, по сути, являются стандартом на плате разработки микроконтроллера, как знают мои друзья, изучавшие микроконтроллеры. Вы можете узнать, как настроить порт ввода-вывода микроконтроллера в качестве выхода, управляя реле. Транзисторы могут использоваться для управления маломощными реле. Принципиальная схема управления реле на транзисторах NPN и PNP показана ниже.

Реле управления транзистором NPN

При использовании NPN-транзистора для работы реле необходимо подключить реле к коллектору транзистора и обратный диод параллельно катушке. На рис. 3 представлена стандартная принципиальная схема.

Фигура. 3 Реле управления транзистором NPN

На схеме выше понижающий резистор между базой и эмиттером и токоограничивающий резистор на базе предотвращают повреждение триода током базы. Уровень может быть нулевым при первоначальной инициализации порта ввода-вывода микроконтроллера. Понижающий резистор отключает транзистор в неизвестном состоянии, опуская базу до низкого уровня, предотвращая выход реле из строя.

Триод включается, на катушку реле подается напряжение, и контакты реле срабатывают при высоком уровне сигнала базы;

Триод выключается, катушка реле обесточивается, а контакты реле сбрасываются при низком уровне сигнала базы;

Реле привода транзистора PNP

При использовании PNP-транзистора для управления реле необходимо подключить реле к коллектору транзистора, а параллельно катушке подключить обратный диод . Типичная принципиальная схема показана на рисунке 4.

Фигура. 4 Реле управления транзистором PNP

Роль обратных диодов

Там размещается обратный диод, который подключается параллельно над катушкой в первых двух описанных выше способах управления. Благодаря индуктивным свойствам катушки реле будет индуцироваться обратная электродвижущая сила, и ток, протекающий через катушку, не будет резко меняться при отключении питания. Триод может быть поврежден, если обратное напряжение превысит его номинальное выдерживаемое напряжение. следует держаться подальше от этого сценария. Чтобы защитить триод в случае отключения электроэнергии, добавлен обратный обратный диод, обеспечивающий канал разряда для обратной электродвижущей силы.

Ⅳ. Как реле экономит энергию

Сегодня пользователи обеспокоены энергопотреблением и хотят, чтобы оно было как можно ниже без ущерба для производительности. Для реле это довольно очевидно. Некоторым реле для запуска и работы требуется значительный ток из-за чрезвычайно низкого сопротивления обмотки. Реле требуется большой ток для активации и лишь небольшой поддерживающий ток для поддержания состояния действия после активации. Поэтому для достижения экономии энергии релейного привода ток, проходящий через катушку

Фигура. 5 Реле энергосбережения

Существует два метода сохранения энергии:

Сохранение энергии при спуске

Номинальное напряжение подается на два конца катушки, когда реле включено. Напряжение на обоих концах катушки снижается до значения, превышающего напряжение отпускания, как только действие реле становится стабильным в течение 100–500 мс. Это приводит к небольшому напряжению, приложенному к обоим концам катушки, и небольшому току, протекающему через катушку. Левая часть рисунка 5 иллюстрирует это.

Техника ШИМ для энергосбережения

Самый популярный метод энергосбережения снижает среднее напряжение на обоих концах катушки за счет использования ШИМ для управления выводом управления триода или МОП-лампы, что приводит к экономии энергии катушки.

На рис. 6 показаны грубые формы сигналов двух вышеупомянутых мод.

Фигура. 6 Реле энергосбережения

Ⅴ. Базовые знания твердотельных реле.

Контакты электромагнитного реле механические. Большой ток можно без труда разорвать, образовав дугу. После продолжительной работы в среде дуги контакты подвергаются коррозии и становятся неработоспособными. В результате контакты электромагнитного реле имеют срок службы. Контакты твердотельного реле, которое представляет собой полностью электронное реле, реализованы с помощью МОП-ламп или тиристоров. Электронные соединения не подвержены возникновению дуги, поэтому контакты твердотельных реле имеют бесконечный срок службы и быстрое время реакции. Меньше шума и нет проблем с джиттером.

Основные элементы твердотельных реле

Твердотельные реле переменного тока и твердотельные реле постоянного тока представляют собой две категории твердотельных реле. Оптопары и тиристоры являются основными компонентами твердотельных реле переменного тока, тогда как оптопары и МОП-транзисторы являются основными компонентами твердотельных реле постоянного тока.

Обнаружение перехода через ноль в твердотельных реле

Существует два типа твердотельных реле: те, которые обнаруживают переход через ноль, и те, которые этого не делают. Если на входе имеется сигнал запуска для нагрузки переменного тока без обнаружения перехода через нуль, контакт сработает немедленно. Если на входной стороне для стороны нагрузки с обнаружением перехода через ноль имеется сигнал запуска, контакт будет ждать, пока сторона нагрузки не выполнит движение «Только пересечение нуля».

Фигура. 7 Твердотельное реле

Твердотельные реле имеют электронные контакты, и когда ток становится чрезмерным, необходим радиатор большой площади. Цены выше по сравнению с электромагнитными реле.

И твердотельные, и электромагнитные реле имеют свои преимущества и недостатки.