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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Alimentação do relé eletromagnético com tensão reduzida. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação A tensão de alimentação dos dispositivos de rádio amador tem diminuído cada vez mais ao longo dos anos. Além disso, vários dispositivos baseados em microcontroladores e microcircuitos digitais se espalharam, cuja tensão de alimentação também está diminuindo constantemente e a tensão de 5 V já parece ser grande. Mas construir dispositivos com essa tensão de alimentação às vezes leva a dificuldades. Em particular, se for necessário mudar a tensão de rede, em alguns casos é aconselhável usar um relé eletromagnético. Mas relés com tensão nominal de 3 ... 5 V são muito menos comuns do que com tensão de 12 V. Ao mesmo tempo, sabe-se que a corrente (e, consequentemente, a tensão) na qual o relé libera é várias vezes menor que a corrente de operação (tensão). Além disso, na maioria dos casos, os relés operam de forma confiável a uma tensão de 20 ... 40% menor que a nominal. Para colocar a questão de forma um pouco diferente, você precisa fazer o relé operar em uma tensão reduzida, na qual ele manterá os contatos de forma confiável em um estado fechado (ou aberto). Além disso, alimentar o relé com tensão reduzida aumenta significativamente a eficiência de todo o dispositivo. Existem muitos esquemas de dispositivos que fornecem operação de relé em baixa tensão em várias fontes impressas [1, 2], incluindo as patenteadas [3], bem como na Internet [4, 5]. Dispositivos semelhantes também são usados para reduzir o tempo de resposta do relé quando alimentado por sua tensão nominal [6]. O princípio de operação da maioria desses dispositivos baseia-se no fato de que eles usam um capacitor de armazenamento, que, no momento da comutação, é conectado em série com a fonte de alimentação, resultando em duplicação da tensão total e o relé opera de forma confiável. Depois que o capacitor é descarregado, o relé é alimentado por cerca de metade da tensão, respectivamente, consumindo menos corrente. Um diagrama de outra versão de tal dispositivo é mostrado na Fig. 1. Com ele, você pode alimentar o relé com uma tensão de aproximadamente metade da tensão nominal ou, na tensão de alimentação nominal, ligar não um, mas dois relés em série. Transistores de efeito de campo são usados para comutação aqui, portanto, uma unidade de baixa potência (microcontrolador, chip lógico, etc.) pode ser usada como fonte de sinal de controle, que não fornece a corrente necessária para comutar o relé. Depois de aplicar a tensão de alimentação através do enrolamento do relé e dos diodos, o capacitor C1 é carregado quase até a tensão de alimentação. Isso acontece rapidamente, pois a resistência do enrolamento do relé geralmente é pequena. O relé em si, via de regra, não funciona. Depois que o sinal de controle é aplicado, ambos os transistores abrem. Nesse caso, o terminal positivo do capacitor C1 é conectado a um fio comum e o terminal negativo é conectado ao enrolamento do relé. Uma tensão de cerca de 10 V será aplicada ao enrolamento e o relé funcionará. Após a descarga do capacitor, o relé será alimentado por uma tensão ligeiramente inferior a 5 V.
Como exemplo, foi testado o relé MZP A 001 46. De acordo com seu passaporte, a tensão de alimentação mínima é 8,99, a máxima é 22,5 V, seu único contato de comutação é projetado para comutar cargas com rede elétrica, a resistência do enrolamento é de 450 Ohm . Medições reais mostraram que este relé opera a uma tensão de cerca de 6,5 V e libera a 1,5 V. A capacidade do capacitor deve ser suficiente para operar o relé. De acordo com o passaporte, o tempo de resposta do relé especificado na tensão de alimentação nominal não é superior a 10 ms e a constante de tempo do enrolamento do relé junto com o capacitor é de cerca de 200 ms. Isso garantirá sua operação confiável. Um diodo, que geralmente é instalado em paralelo com a bobina do relé, que protege o elemento de comutação (neste caso, um transistor de efeito de campo) da auto-indução EMF quando a corrente através do enrolamento para, não é necessário neste caso. Quando os transistores fecham, a corrente resultante no enrolamento através dos diodos carregará o capacitor. Diodos Schottky são usados, pois a queda neles é menor do que nos de silício comuns. Todos os elementos podem ser colocados na placa do dispositivo principal ou em uma placa unilateral separada, cujo desenho é mostrado na fig. 2, e a aparência - na Fig. 3. Neste dispositivo, o relé funcionou com segurança quando a tensão caiu para 4,2 V.
Se a tensão de alimentação do dispositivo principal for de 3 ... 3,3 V, um relé com tensão nominal de 5 V pode ser usado junto com ele. A tensão alternada máxima comutada é de 2 V. O relé funcionou com uma tensão de 5 V , e liberado a 180 V. Se você usar elementos para montagem em superfície (Fig. 4), as dimensões do dispositivo serão ligeiramente diferentes das dimensões gerais do relé. Para os elementos indicados no esquema (capacitor - tântalo para montagem saliente, tamanho D). Um desenho possível da placa de circuito impresso é mostrado na fig. 5. Neste dispositivo, o relé funcionou de forma confiável com uma tensão de alimentação de 2,5 V. No dispositivo, é desejável usar transistores com uma tensão de abertura não superior a 1,5 ... 2 V. Mas deve-se notar que o característica deste relé é J uma certa polaridade da tensão de alimentação fornecida ao enrolamento. Se não for seguido, o relé não funcionará.
Também não devemos esquecer a proteção dos transistores de efeito de campo contra quebra por eletricidade estática. Para isso, durante o período de transporte ou armazenamento, a entrada é conectada a um fio comum com um pedaço de fio desencapado. E, claro, você deve primeiro verificar em quais tensões o relé opera e libera. Além disso, em uma tensão mais baixa (próxima da tensão de liberação), a força aplicada aos contatos do relé diminui, o que pode levar a um aumento na resistência de contato do grupo de contatos. Literatura
Autor: I. Nechaev
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