減電圧された電磁リレーの電源。スキーム、説明

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電磁リレーの電源を減圧したものです。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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アマチュア無線機の供給電圧は年々低下しています。さらに、マイクロコントローラーやデジタル超小型回路をベースとしたさまざまなデバイスが普及し、その電源電圧も着実に低下しており、5 V の電圧はすでに高く感じられます。しかし、そのような電源電圧を備えたデバイスを構築すると、問題が発生することがあります。特に、主電源電圧を切り替える必要がある場合は、電磁リレーを使用することをお勧めします。しかし、定格電圧が 3 ～ 5 V のリレーは、電圧が 12 V のリレーよりもはるかに一般的ではありません。同時に、リレーが解放される電流 (およびそれに応じて電圧) も重要であることが知られています。動作電流（電圧）の数分の20です。さらに、リレーはほとんどの場合、定格電圧より 40 ～ XNUMX% 低い電圧でも確実に動作します。質問の仕方を少し変えると、リレーが接点を確実に閉じた (または開いた) 状態に保持できる、低い電圧で動作させる必要があります。さらに、低減された電圧でリレーに電力を供給することで、デバイス全体の効率が大幅に向上します。

低電圧でのリレー動作を保証するデバイスの図は、特許取得済みのもの [1] を含むさまざまな印刷物 [2、3]、およびインターネット [4、5] に多数掲載されています。同様のデバイスは、定格電圧で電力が供給されている場合にリレーの応答時間を短縮するためにも使用されます [6]。これらのデバイスのほとんどの動作原理は、スイッチング時に電源と直列に接続される蓄積コンデンサを使用するという事実に基づいており、その結果、合計電圧がXNUMX倍になり、リレーが確実に動作します。コンデンサが放電されると、リレーは約半分の電圧で電力を供給され、それに応じて消費電流が少なくなります。

このようなデバイスの別のバージョンの図を図に示します。 1. これを使用すると、定格電圧の約半分の電圧でリレーに電力を供給したり、定格供給電圧でリレーを 1 つではなく 1 つ直列に接続したりすることができます。ここではスイッチングに電界効果トランジスタが使用されているため、リレーのスイッチングに必要な電流を供給しない低電力ユニット（マイクロコントローラー、ロジックチップなど）を制御信号源として使用できます。リレー巻線とダイオードを介して電源電圧が供給された後、コンデンサ C10 はほぼ電源電圧まで充電されます。通常、リレー巻線の抵抗は低いため、これはすぐに起こります。リレー自体は原則として機能しません。制御信号が与えられると、両方のトランジスタが開きます。この場合、コンデンサ C5 の正端子は共通線に接続され、負端子はリレー巻線に接続されます。巻線に約XNUMXVの電圧がかかりリレーが動作します。コンデンサが放電すると、リレーには XNUMX V よりわずかに低い電圧が供給されます。

低電圧電磁リレーの電源
米。 1. 低電圧でのリレー動作を保証する装置の仕組み

例として、MZP A 001 46 リレーをテストしました。データシートによると、最小供給電圧は 8,99 V、最大供給電圧は 22,5 V、その 450 つのスイッチング接点は主電源で負荷をスイッチングするように設計されており、巻線抵抗は6,5オーム。実際の測定により、このリレーは約 1,5 V の電圧で動作し、XNUMX V で解放されることがわかりました。

コンデンサの容量はリレーを動作させるのに十分な容量でなければなりません。データシートによると、指定されたリレーの定格電源電圧での応答時間は 10 ms 以下で、リレー巻線とコンデンサの時定数は約 200 ms です。これにより、信頼性の高い動作が保証されます。巻線を流れる電流が停止したときにスイッチング素子 (この場合は電界効果トランジスタ) を自己誘導 EMF から保護するダイオードは、通常リレーコイルと並列に取り付けられますが、この場合は必要ありません。トランジスタがオフになると、ダイオードを通って巻線に流れる電流によってコンデンサが充電されます。ショットキーダイオードは、従来のシリコンダイオードよりも降下が低いため使用されます。すべての要素は、メインデバイス基板または別の片面基板に配置できます。その図を図に示します。２、外観は図１です。 2. この装置では、電圧が 3 V に低下したときにリレーが確実に動作しました。

低電圧電磁リレーの電源
米。 2.デバイスボードの図

低電圧電磁リレーの電源
米。 3. デバイス基板の外観

主機器の電源電圧が3～3,3Vの場合、定格電圧5Vのリレーを併用可能です 2組の接点を持つ小型リレーEA5-180NJの性能スイッチング用の巻線抵抗は 250 オーム、最大スイッチング交流電圧は 3,6 V です。リレーは 0,7 V の電圧で動作し、XNUMX V で解放されました。

表面実装用のエレメントを使用する場合 (図 4)、デバイスの寸法はリレー全体の寸法と若干異なります。図に示されている要素の場合 (コンデンサ - 表面実装用のタンタル、サイズ D)。プリント回路基板の考えられる図を図に示します。 5. このデバイスでは、リレーは 2,5 V の電源電圧で確実に動作しました。このデバイスでは、開放電圧が 1,5 ～ 2 V 以下のトランジスタを使用することが望ましいです。このリレーの特徴は、巻線に供給される電源電圧の特定の極性です。これを守らないとリレーが動作しません。

低電圧電磁リレーの電源
米。 4.装置の図

低電圧電磁リレーの電源
米。 5.デバイスボードの図

電界効果トランジスタを静電気による破壊から守ることも忘れてはなりません。これを行うために、輸送中または保管中に、入力は裸線で共通線に接続されます。そしてもちろん、リレーがどの電圧で動作し、解放されるかを最初に確認する必要があります。また、電圧が低下すると（解除電圧付近）、リレー接点にかかる力が減少し、接点群の接触抵抗が増加する場合があります。

文学

Prokoptsev Yu. 低電圧でリレーをオンにします。 - ラジオ、1971 年、No. 1、p. 43.
Graiam R. 減圧リレースイッチング回路。 - Elektor Electronics、1999 年 88 月、XNUMX ページ。
供給電圧が低いときにリレーをオンにするためのデバイス。ソ連第 1501188 号クラスの著作権証明書。 H 01 H 47/32、1982。
24V リレーを 12V-Vcc で使用する方法。・URL：intio.or.jp/jf10zl/24vr htm (23.08.16/XNUMX/XNUMX)。
24ボルトのバッテリーで8ボルトのリレーを駆動する方法。・URL：intio.or.jp/jf10zl/8vrelay.htm。
海外。リレーの応答時間を短縮します。 - ラジオ、2007 年、No. 1、p. 72.

著者: I. ネチャエフ

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