Ebben a cikkben átfogóan tanulmányozzuk a tranzisztor relé meghajtó áramkörét, és megtanuljuk, hogyan kell kialakítani annak konfigurációját a paraméterek képletek segítségével történő kiszámításával.
A relé fontossága
A relék az elektronikus áramkörök egyik legfontosabb alkatrésze. Különösen azokban az áramkörökben, ahol nagy teljesítmény-átvitel vagy hálózati váltakozó áram terhelés kapcsolása van, a relék játszanak fő szerepet a műveletek végrehajtásában.
Itt megtanuljuk, hogyan kell megfelelően működtetni a relét tranzisztor segítségével, és hogyan kell alkalmazni az elektronikai rendszer kialakítását a csatlakoztatott terhelés kapcsolására problémamentesen.
Alapos tanulmány a relé működéséről kérjük, olvassa el ezt a cikket
A relé, amint mindannyian tudjuk, egy elektromechanikus eszköz, amelyet kapcsoló formájában használnak.
Feladata az érintkezõihez csatlakoztatott külsõ terhelés kapcsolása viszonylag kisebb elektromos teljesítményre reagálva a társított tekercsen keresztül.
Alapvetően a tekercset egy vasmag fölé tekerjük, amikor egy kis egyenáramot viszünk fel a tekercsre, az energiát ad és elektromágnesként viselkedik.
A tekercs közvetlen közelében elhelyezett rugós kontaktusú mechanizmus azonnal reagál, és vonzódni kezd a feszültség alatt lévő tekercs elektromágneses ereje felé. A tanfolyam során az érintkező összeköti párjainak egyikét, és leválaszt egy hozzá kapcsolódó kiegészítő párost.
A fordított helyzet akkor történik, amikor a DC-t kikapcsolják a tekercsre, és az érintkezők visszatérnek az eredeti helyzetükbe, összekötve az előző kiegészítő kontaktusok készletét, és a ciklust a lehető legtöbbször meg lehet ismételni.
Egy elektronikus áramkörhöz általában tranzisztoros áramköri fokozatot használó relé-meghajtóra van szükség annak érdekében, hogy az alacsony fogyasztású egyenáramú kapcsolási kimenetet nagy teljesítményű hálózati váltakozó áramú kapcsolóvá alakítsa.
Azonban az elektronikából érkező alacsony jelek, amelyek származhatnak IC-fokozatból vagy alacsony áramú tranzisztor-fokozatokból, meglehetősen képtelenek lehetnek közvetlenül relét működtetni. Mivel egy reléhez viszonylag nagyobb áram szükséges, amely általában nem áll rendelkezésre IC-forrásból vagy alacsony áramú tranzisztorból.
A fenti probléma kiküszöbölése érdekében a relé vezérlési szakasza elengedhetetlenné válik minden elektronikus áramkör számára, amelyre szüksége van erre a szolgáltatásra.
A relé meghajtó nem más, mint egy kiegészítő tranzisztor fokozat, amely a reléhez van csatlakoztatva, és amelyet működtetni kell. A tranzisztort jellemzően és kizárólag a relé működtetésére használják az előző vezérlő szakaszból kapott parancsokra reagálva.
Kördiagramm
A fenti kapcsolási rajzra hivatkozva azt látjuk, hogy a konfiguráció csak egy tranzisztort, egy bázisellenállást és egy flyback diódás relét tartalmaz.
Néhány bonyolultságot azonban meg kell oldani, mielőtt a terv felhasználható lenne a szükséges funkciókhoz:
Mivel a tranzisztorig tartó alap meghajtó feszültsége a fő forrás a relé működésének vezérléséhez, az optimális eredmények érdekében tökéletesen ki kell számolni.
Az id alapellenállás értéke, amely közvetlenül arányos a tranzisztor kollektor / emitter vezetékein átáramló árammal, vagy más szavakkal, a relé tekercsárama, amely a tranzisztor kollektorterhelése, az egyik fő tényezővé válik, és közvetlenül befolyásolja az értéket a tranzisztor alapellenállásának.
Számítási képlet
A tranzisztor bázisellenállásának kiszámításához az alapvető képletet a következő kifejezés adja:
R = (Us - 0,6) hFE / relé tekercsárama,
- Ahol R = a tranzisztor bázisellenállása,
- Us = Forrás vagy az alapellenállás kiváltó feszültsége,
- hFE = a tranzisztor előreáramló erősítése,
Az utolsó kifejezés, amely a „reléáram”, a következő Ohm-törvény megoldásával derül ki:
I = Us / R, ahol I a szükséges reléáram, Us a relé tápfeszültsége.
Praktikus alkalmazás
A relé tekercsének ellenállása multiméter segítségével könnyen meghatározható.
Az Us is ismert paraméter lesz.
Tegyük fel, hogy az Us tápfeszültség = 12 V, a tekercs ellenállása 400 Ohm
Reléáram I = 12/400 = 0,03 vagy 30 mA.
Feltételezhető, hogy bármely standard alacsony jelű tranzisztor Hfe értéke 150 körül van.
A fenti értékek alkalmazása a kapott tényleges egyenletben,
R = (Ub - 0,6) × Hfe ÷ reléáram
R = (12-0,6) 150 / 0,03
= 57 000 Ohm vagy 57 K, a legközelebbi érték 56 K.
A relétekercsen keresztül összekapcsolt dióda ugyan nem kapcsolódik a fenti számításhoz, de még mindig nem lehet figyelmen kívül hagyni.
A dióda gondoskodik arról, hogy a relétekercsből előállított fordított EMF rövidre záródjon rajta, és ne kerüljön a tranzisztorba. E dióda nélkül a hátsó EMF megpróbálna utat találni a tranzisztor kollektor-emitterén keresztül, és ennek során másodperceken belül véglegesen károsíthatja a tranzisztort.
Relé meghajtó áramkör a PNP BJT használatával
A tranzisztor akkor működik a legjobban kapcsolóként, ha közös emitter konfigurációval van összekötve, vagyis a BJT emitterét mindig közvetlenül a földvezetékkel kell összekötni. Itt a „föld” az NPN negatív vonalára, a PNP BJT pozitív vonalára utal.
Ha az áramkörben NPN-t használnak, a terhelést össze kell kapcsolni a kollektorral, amely lehetővé teszi a negatív vonal ON / OFF kapcsolásával ON / OFF kapcsolását. Ezt már a fenti megbeszélések is kifejtik.
Ha BE / KI akarja kapcsolni a pozitív vonalat, abban az esetben PNP BJT-t kell használnia a relé vezetéséhez. Itt a relé a táp negatív vezetékén és a PNP kollektorán keresztül csatlakoztatható. A pontos konfigurációt lásd az alábbi ábrán.
Mindazonáltal a PNP-nek negatív triggerre lesz szüksége az alapon az indításhoz, ezért abban az esetben, ha pozitív triggerrel kívánja megvalósítani a rendszert, akkor előfordulhat, hogy mind az NPN, mind a PNP BJT kombinációját kell használni, az alábbi ábrán látható módon:
Ha bármilyen konkrét kérdése van a fenti koncepcióval kapcsolatban, kérjük, bátran fejezze ki őket a megjegyzésekben, hogy gyors válaszokat kapjon.
Energiatakarékos relé meghajtó
Normál esetben egy relét működtető tápfeszültséget úgy méreteznek, hogy a relét optimálisan behúzzák. A szükséges tartási feszültség azonban általában sokkal alacsonyabb.
Ez általában még a fele sem a behúzási feszültségnek. Ennek eredményeként a relék többsége probléma nélkül is képes működni még ennél a csökkentett feszültségnél is, de csak akkor, ha biztosított, hogy a kezdeti aktiválási feszültségnél a behúzáshoz megfelelő magas legyen a feszültség.
Az alábbiakban bemutatott áramkör ideális lehet olyan relék számára, amelyek 100 mA vagy annál alacsonyabb feszültséggel működnek, és 25 V alatti tápfeszültség mellett. Ennek az áramkörnek a használatával két előny biztosított: mindenekelőtt a relé funkciói, amelyek lényegesen alacsony áramot használnak, 50% -kal kevesebbet, mint a névleges tápfeszültség, és az áram a relé tényleges névleges értékének 1/4-re csökken! Másodszor, a magasabb feszültségű relék alacsonyabb táptartományokkal használhatók. (Például egy 9 V-os relé, amely a TTL-tápellátás 5 V-os működéséhez szükséges).
Az áramkör látható a tápfeszültséghez csatlakoztatva, amely tökéletesen képes megtartani a relét. Az S1 nyitva tartása alatt a C1 R2-n keresztül feltöltődik a tápfeszültségig. R1 a + terminálhoz van kapcsolva, és a T1 kikapcsolt állapotban marad. Az S1 megjelenésének pillanatában a T1 alap csatlakozik az R1-en keresztül közös tápellátáshoz, így bekapcsol és meghajtja a relét.
A C1 pozitív kapcsa az S1 kapcsolón keresztül csatlakozik a közös földhöz. Figyelembe véve, hogy ezt a kondenzátort kezdetben a tápfeszültségre töltötték fel, a végpontja ezen a ponton negatívvá válik. A relé tekercsének feszültsége tehát kétszer nagyobb, mint a tápfeszültség, és ez behúzza a relét. Az S1 kapcsoló természetesen helyettesíthető bármilyen általános célú tranzisztorral, amely szükség szerint be- vagy kikapcsolható.
Előző: Hogyan lehet otthon megtakarítani a villamos energiát - Általános tippek Következő: Hogyan építsünk piro-gyújtás áramkört - elektronikus Pyro Igniter rendszer
