Намаляване на консумацията на релейна енергия - задържане срещу пикап ток: 3 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Повечето релета изискват по -голям ток за задействане първоначално, отколкото се изисква за задържане на релето, след като контактите се затворят. Токът, необходим за задържане на релето (задържащ ток), може да бъде значително по -малък от първоначалния ток, необходим за задействането му (ток на захващане). Това означава, че може да има значителна икономия на енергия, ако можем да проектираме проста схема за намаляване на тока, подаван към реле, след като е включено.

В тази инструкция експериментираме (успешно) с проста схема, за да изпълним тази задача за един модел 5VDC реле. Очевидно в зависимост от типа на релето някои стойности на компонентите може да се наложи да бъдат променени, но описаният метод трябва да работи за повечето DC релета.

Стъпка 1: Охарактеризирайте релето

За да започна, измервах тока, консумиран от релето, при редица различни напрежения и също така разбрах при какво напрежение ще падне релето, когато напрежението се понижи. От това можем също да разберем импеданса на релейната бобина при различни напрежения, използвайки R = V/I. Той остава сравнително постоянен в диапазона от 137 до 123 ома. Можете да видите моите резултати за това реле на снимката.

Тъй като релето изпада при около 0,9 волта или при около 6 до 7 ма ток, ще се стремим да имаме около 1,2 волта през бобината или около 9 до 10 ма ток, протичащ в състояние на задържане. Това ще даде малко марж над точката на отпадане.

Стъпка 2: Схемата

Приложена е снимка на схемата. Начинът, по който веригата работи, е, че когато се приложи 5V, C1 за момент е късо съединение и токът тече свободно през C1 и R3 в основата на Q1. Q1 е включен и за момент поставя късо съединение в R1. Така че по същество имаме приложено 5V към бобината K1, тъй като щифт 1 на релето ще бъде с почти заземен потенциал, поради това, че Q1 е включен за момент напълно.

В този момент релето се задейства. Следващата C1 се разрежда през R2 и ще бъде около 63% разредена след 0,1 секунди, защото 100uF x 1000 ома дават 0,1 секунда тау или RC времева константа. (Можете също да използвате по -малък кондензатор и по -голяма стойност на резистора, за да получите същия резултат, например 10uF x 10K ома). В един момент около 0,1 секунди след включване на веригата, Q1 ще се изключи и сега токът ще тече през бобината на релето и през R1 към земята.

От нашето характеризиращо упражнение знаем, че искаме токът на задържане през намотката да бъде около 9 до 10 ma и напрежението в намотката да бъде около 1.2V. От това можем да определим стойността на R1. С 1,2 V през бобината импедансът е около 128 ома, както е определено по време на характеризирането. Така:

Rcoil = 128 ома Rtotal = 5V/9.5ma = 526 ома

Rtotal = R1 + RcoilR1 = Rtotal - Rcoil

R1 = 526 - 128 = 398 ома Трябва да използваме най -близката стандартна стойност от 390 ома.

Стъпка 3: Изграждане на платка

Веригата работи добре с 0,1 сек времева константа за C1 и R2. Релето се задейства и изключва веднага, когато 5V се прилага и отстранява и се включва, когато се прилага 5V. При стойност 390 ома за R1 задържащият ток през релето е около 9,5 ma за разлика от измерения захващащ ток от 36,6 ma с пълните 5V приложени към релето. Икономията на енергия е приблизително 75%, когато използвате задържащия ток, за да поддържате релето включено.