Smanjenje potrošnje energije releja - Zadržavanje u odnosu na skupnu struju: 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Većini releja za početak je potrebna veća struja nego što je potrebno za držanje releja nakon zatvaranja kontakata. Struja potrebna za držanje releja uključena (struja zadržavanja) može biti znatno manja od početne struje potrebne za njegovo aktiviranje (skupna struja). To implicira da može doći do znatne uštede energije ako možemo dizajnirati jednostavan krug za smanjenje struje koja se dovodi u relej nakon što je uključen.

U ovom uputstvu eksperimentiramo (uspješno) s jednostavnim krugom kako bismo ispunili ovaj zadatak za jedan model 5VDC releja. Očigledno, ovisno o tipu releja, možda će se morati promijeniti neke komponente, ali opisana metoda bi trebala funkcionirati za većinu istosmjernih releja.

Korak 1: Okarakterizirajte relej

Za početak, izmjerio sam struju koju relej troši na više različitih napona, a također sam shvatio na koji će napon relej pasti pri snižavanju napona. Iz toga također možemo zaključiti impedanciju zavojnice releja pri različitim naponima pomoću R = V/I. Ostaje prilično konstantan u rasponu od 137 do 123 ohma. Moje rezultate za ovu štafetu možete vidjeti na slici.

Budući da relej ispada na oko 0,9 volti ili s tekućom strujom od oko 6 do 7 ma, cilj nam je imati oko 1,2 volta preko zavojnice ili oko 9 do 10 ma struje koja teče u stanju držanja. To će dati malu maržu iznad točke ispadanja.

Korak 2: Dijagram kruga

Slika sheme je u privitku. Način rada kruga je da je pri primjeni 5V C1 trenutno kratki spoj i struja slobodno teče kroz C1 i R3 u podnožje Q1. Q1 je uključen i trenutno prekida kratki spoj na R1. Dakle, u biti imamo 5V primijenjenih na zavojnicu K1 jer će pin 1 releja biti na gotovo uzemljenom potencijalu jer je Q1 trenutno potpuno uključen.

U ovom trenutku relej se aktivira. Sljedeći C1 se prazni kroz R2 i bit će ispražnjen oko 63% nakon 0,1 sekunde jer 100uF x 1000 ohma daje 0,1 sekundu tau ili RC vremensku konstantu. (Također biste mogli koristiti manji kondenzator i veću vrijednost otpornika da biste dobili isti rezultat, npr. 10uF x 10K ohma). U nekom trenutku oko 0,1 sekunde nakon uključivanja kruga, Q1 će se isključiti i sada će struja teći kroz zavojnicu releja i kroz R1 na masu.

Iz naše vježbe karakterizacije znamo da želimo da struja držanja kroz zavojnicu bude oko 9 do 10 ma, a napon na zavojnici oko 1,2 V. Iz ovoga možemo odrediti vrijednost R1. S 1,2 V preko zavojnice impedancija je oko 128 ohma, što je također određeno tijekom karakterizacije. Tako:

R zavojnica = 128 ohmaRtotal = 5V/9.5ma = 526 ohma

Rtotal = R1 + RcoilR1 = Rtotal - Rcoil

R1 = 526 - 128 = 398 ohma Moramo koristiti najbližu standardnu vrijednost od 390 ohma.

Korak 3: Izrada iverice

Krug radi dobro s vremenskom konstantom od 0,1 s za C1 i R2. Relej se aktivira i isključuje odmah nakon uključivanja i uklanjanja 5V te se zaključava kada se primijeni 5V. S vrijednošću od 390 ohma za R1, struja zadržavanja kroz relej je oko 9,5 ma za razliku od izmjerene pokupne struje od 36,6 ma sa punih 5 V primijenjenih na relej. Ušteda energije iznosi približno 75% pri korištenju struje držanja za zadržavanje releja.