A relé energiafogyasztásának csökkentése - a felvett áram ellen tartása: 3 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

A legtöbb relé kezdetben nagyobb áramot igényel a működtetéshez, mint amennyi szükséges a relé bekapcsolásához, miután az érintkezők lezárultak. A relé bekapcsolásához szükséges áram (tartóáram) lényegesen kisebb lehet, mint a működtetéséhez szükséges kezdeti áram (felszívási áram). Ez azt jelenti, hogy jelentős energiamegtakarítás érhető el, ha egyszerű áramkört tervezünk a relé áramellátásának csökkentésére, miután azt bekapcsoltuk.

Ebben az utasításban egy sikeres áramkörrel kísérletezünk (sikeresen), hogy elvégezzük ezt a feladatot az 5VDC relé egy modelljéhez. Nyilvánvaló, hogy a relé típusától függően bizonyos alkatrészértékeket módosítani kell, de a leírt módszernek a legtöbb egyenáramú relé esetén működnie kell.

1. lépés: Jellemezze a relét

Kezdésként megmértem a relé által fogyasztott áramot számos különböző feszültségen, és rájöttem arra is, hogy a relé milyen feszültségnél fog kiesni, amikor a feszültséget csökkentik. Ebből a relétekercs -impedanciát különböző feszültségeken is kitalálhatjuk R = V/I használatával. Meglehetősen állandó marad a 137 ohm és 123 ohm közötti tartományban. Ennek a váltónak az eredményeimet láthatod a képen.

Mivel a relé körülbelül 0,9 voltnál vagy 6-7 ma áramerősségnél kiesik, törekedni fogunk arra, hogy a tekercsen körülbelül 1,2 volt legyen, vagy tartási állapotban 9-10 ma áram áramoljon. Ez egy kis margót ad a kiesési pont felett.

2. lépés: Az áramkör diagramja

A sematikus kép mellékelve. Az áramkör úgy működik, hogy 5 V feszültség alkalmazása esetén a C1 pillanatnyilag rövidzárlat, és az áram szabadon áramlik a C1 -en és R3 -on keresztül a Q1 bázisába. A Q1 be van kapcsolva, és pillanatnyi rövidzárlatot okoz az R1 -en. Tehát lényegében 5V feszültséget alkalmazunk a K1 tekercsre, mivel a relé 1. csapja majdnem földi potenciálon lesz, mivel a Q1 pillanatnyilag teljesen be van kapcsolva.

Ekkor a relé működésbe lép. A következő C1 az R2 -n keresztül kisül, és körülbelül 63% -ban kisül 0,1 másodperc múlva, mert 100uF x 1000 ohm 0,1 másodperces tau vagy RC időállandó. (Használhat kisebb kondenzátort és nagyobb ellenállást is, hogy ugyanazt az eredményt kapja, például 10uF x 10K ohm). Körülbelül 0,1 másodperccel az áramkör bekapcsolása után a Q1 kikapcsol, és most az áram folyik a relé tekercsén és az R1 -en keresztül a földig.

A jellemzési gyakorlatunkból tudjuk, hogy azt akarjuk, hogy a tekercsen át tartó tartóáram 9-10 ma körül legyen, és a tekercsen lévő feszültség körülbelül 1,2 V. Ebből megállapíthatjuk az R1 értékét. A tekercsen lévő 1,2 V -os impedancia körülbelül 128 ohm, ahogy azt a jellemzés során is meghatároztuk. Így:

Rcoil = 128 ohm Összesen = 5V/9,5ma = 526 ohm

Rtotal = R1 + RcoilR1 = Rtotal - Rcoil

R1 = 526 - 128 = 398 ohm A legközelebbi szabványos 390 ohm értéket kell használnunk.

3. lépés: Breadboard Build

Az áramkör jól működik 0,1 másodperces időállandóval C1 és R2 esetén. A relé azonnal működésbe lép és lekapcsol, amikor az 5V feszültséget alkalmazza és eltávolítja, majd bekapcsol, ha az 5V feszültséget alkalmazza. Az R1 390 ohm értékével a relén keresztül tartó tartóáram körülbelül 9,5 ma, szemben a mért 36,6 ma felvételi árammal, amikor a relére teljes 5 V feszültséget alkalmaznak. Az energiamegtakarítás körülbelül 75%, ha a tartóáramot használja a relé bekapcsolására.