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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Alimentazione del relè elettromagnetico a tensione ridotta. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori La tensione di alimentazione dei dispositivi radioamatoriali è diventata sempre più piccola nel corso degli anni. Inoltre, si sono diffusi vari dispositivi basati su microcontrollori e microcircuiti digitali, la cui tensione di alimentazione è anch'essa in costante diminuzione e la tensione di 5 V sembra già essere elevata. Ma costruire dispositivi con una tale tensione di alimentazione a volte porta a difficoltà. In particolare, se è necessario commutare la tensione di rete, in alcuni casi è consigliabile utilizzare un relè elettromagnetico. Ma i relè con una tensione nominale di 3 ... 5 V sono molto meno comuni che con una tensione di 12 V. Allo stesso tempo, è noto che la corrente (e, di conseguenza, la tensione) alla quale il relè viene rilasciato è diverse volte inferiore alla corrente di esercizio (tensione). Inoltre, nella maggior parte dei casi i relè funzionano in modo affidabile a una tensione del 20 ... 40% inferiore a quella nominale. Per porre la domanda in modo leggermente diverso, è necessario far funzionare il relè a una tensione ridotta, alla quale manterrà in modo affidabile i contatti in uno stato chiuso (o aperto). Inoltre, l'alimentazione del relè con tensione ridotta aumenta notevolmente l'efficienza dell'intero dispositivo. Esistono molti schemi di dispositivi che forniscono il funzionamento del relè a bassa tensione in varie fonti stampate [1, 2], comprese quelle brevettate [3], nonché su Internet [4, 5]. Dispositivi simili vengono utilizzati anche per ridurre il tempo di risposta del relè quando alimentato dalla loro tensione nominale [6]. Il principio di funzionamento della maggior parte di questi dispositivi si basa sul fatto che utilizzano un condensatore di accumulo che, al momento della commutazione, è collegato in serie con la fonte di alimentazione, per cui la tensione totale raddoppia e il relè funziona in modo affidabile. Dopo che il condensatore si è scaricato, il relè è alimentato rispettivamente da circa la metà della tensione, consumando meno corrente. Un diagramma di un'altra versione di tale dispositivo è mostrato in Fig. 1. Utilizzandolo, è possibile alimentare il relè con una tensione pari a circa la metà della tensione nominale oppure, alla tensione di alimentazione nominale, attivare non uno, ma due relè in serie. I transistor ad effetto di campo vengono utilizzati qui per la commutazione, pertanto è possibile utilizzare un'unità a bassa potenza (microcontrollore, chip logico, ecc.) Come sorgente del segnale di controllo, che non fornisce la corrente richiesta per la commutazione del relè. Dopo aver applicato la tensione di alimentazione attraverso l'avvolgimento del relè e i diodi, il condensatore C1 viene caricato quasi alla tensione di alimentazione. Ciò avviene rapidamente, poiché la resistenza dell'avvolgimento del relè è generalmente ridotta. Il relè stesso, di regola, non funziona. Dopo l'applicazione del segnale di controllo, entrambi i transistor si aprono. In questo caso, il terminale positivo del condensatore C1 è collegato a un filo comune e il terminale negativo è collegato all'avvolgimento del relè. All'avvolgimento verrà applicata una tensione di circa 10 V e il relè funzionerà. Dopo che il condensatore si è scaricato, il relè sarà alimentato da una tensione leggermente inferiore a 5 V.
Ad esempio, è stato testato il relè MZP A 001 46. Secondo il suo passaporto, la tensione di alimentazione minima è 8,99, la massima è 22,5 V, il suo contatto di scambio è progettato per la commutazione di carichi con alimentazione di rete, la resistenza dell'avvolgimento è 450 Ohm . Le misurazioni reali hanno mostrato che questo relè funziona a una tensione di circa 6,5 V e rilascia a 1,5 V. La capacità del condensatore deve essere sufficiente per azionare il relè. Secondo il passaporto, il tempo di risposta del relè specificato alla tensione di alimentazione nominale non è superiore a 10 ms e la costante di tempo dell'avvolgimento del relè insieme al condensatore è di circa 200 ms. Ciò garantirà il suo funzionamento affidabile. In questo caso non è necessario un diodo, che di solito è installato in parallelo con la bobina del relè, che protegge l'elemento di commutazione (in questo caso un transistor ad effetto di campo) dall'EMF di autoinduzione quando la corrente attraverso l'avvolgimento si interrompe. Quando i transistor si chiudono, la corrente risultante nell'avvolgimento attraverso i diodi caricherà il condensatore. Vengono utilizzati diodi Schottky, poiché la caduta su di essi è inferiore rispetto a quelli ordinari al silicio. Tutti gli elementi possono essere posizionati sulla scheda del dispositivo principale o su una scheda unilaterale separata, il cui disegno è mostrato in fig. 2, e l'aspetto - in Fig. 3. In questo dispositivo, il relè ha funzionato con sicurezza quando la tensione è scesa a 4,2 V.
Se la tensione di alimentazione del dispositivo principale è 3 ... 3,3 V, è possibile utilizzare insieme ad esso un relè con una tensione nominale di 5 V. la tensione alternata massima commutata è 2 V. Il relè ha funzionato a una tensione di 5 V , e rilasciato a 180 V. Se si utilizzano elementi per il montaggio a superficie (Fig. 4), le dimensioni del dispositivo differiranno leggermente dalle dimensioni complessive del relè. Per gli elementi indicati nello schema (condensatore - tantalio per montaggio a parete, taglia D). Un possibile disegno del circuito stampato è mostrato in fig. 5. In questo dispositivo, il relè ha funzionato in modo affidabile con una tensione di alimentazione di 2,5 V. Nel dispositivo, è preferibile utilizzare transistor con una tensione di apertura non superiore a 1,5 ... 2 V. Ma va notato che il caratteristica di questo relè è J una certa polarità della tensione di alimentazione fornita all'avvolgimento. Se non viene seguito, il relè non funzionerà.
Non dobbiamo inoltre dimenticare la protezione dei transistor ad effetto di campo dal guasto dovuto all'elettricità statica. Per fare ciò, durante il trasporto o lo stoccaggio, l'ingresso è collegato a un filo comune con un pezzo di filo nudo. E, naturalmente, devi prima controllare a quali tensioni funziona e rilascia il relè. Inoltre, a una tensione inferiore (vicino alla tensione di rilascio), la forza applicata ai contatti del relè diminuisce, il che può portare ad un aumento della resistenza di contatto del gruppo di contatti. Letteratura
Autore: I. Nechaev
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