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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Alimentación del relé electromagnético con tensión reducida. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación La tensión de alimentación de los dispositivos de radioaficionados ha ido disminuyendo con el paso de los años. Además, se han generalizado varios dispositivos basados en microcontroladores y microcircuitos digitales, cuya tensión de alimentación también disminuye constantemente y la tensión de 5 V ya parece alta. Pero construir dispositivos con tal tensión de alimentación a veces genera dificultades. En particular, si es necesario cambiar la tensión de red, en algunos casos es aconsejable utilizar un relé electromagnético. Pero los relés con una tensión nominal de 3...5 V son mucho menos comunes que aquellos con una tensión de 12 V. Al mismo tiempo, se sabe que la corriente (y, en consecuencia, la tensión) a la que se libera el relé es varias veces menor que la corriente de funcionamiento (voltaje). Además, en la mayoría de los casos los relés funcionan de forma fiable a una tensión entre un 20% y un 40% menor que la tensión nominal. Si planteamos la pregunta de manera un poco diferente, entonces debemos hacer que el relé funcione a un voltaje reducido, al cual mantendrá de manera confiable los contactos en un estado cerrado (o abierto). Además, alimentar el relé con voltaje reducido aumenta significativamente la eficiencia de todo el dispositivo. Existen muchos esquemas de dispositivos que aseguran el funcionamiento del relé a bajo voltaje en diversas fuentes impresas [1, 2], incluidas las patentadas [3], así como en Internet [4, 5]. También se utilizan dispositivos similares para reducir el tiempo de respuesta de los relés cuando se alimentan con su tensión nominal [6]. El principio de funcionamiento de la mayoría de estos dispositivos se basa en el hecho de que utilizan un condensador de almacenamiento, que en el momento de la conmutación se conecta en serie con la fuente de alimentación, como resultado de lo cual el voltaje total se duplica y el relé funciona de manera confiable. Una vez descargado el condensador, el relé se alimenta con aproximadamente la mitad del voltaje, por lo que consume menos corriente. En la figura 1 se muestra un diagrama de otra versión de dicho dispositivo. 1. Con su ayuda, puede alimentar el relé con un voltaje que sea aproximadamente la mitad del voltaje nominal, o al voltaje de suministro nominal, conectar no uno, sino dos relés en serie. Aquí se utilizan transistores de efecto de campo para la conmutación, por lo que se puede utilizar como fuente de señal de control una unidad de baja potencia (microcontrolador, chip lógico, etc.) que no proporcione la corriente necesaria para la conmutación del relé. Después de suministrar la tensión de alimentación a través del devanado del relé y los diodos, el condensador C1 se carga casi hasta la tensión de alimentación. Esto sucede rápidamente porque la resistencia del devanado del relé suele ser baja. El relé en sí, por regla general, no funciona. Después de que se da una señal de control, ambos transistores se abren. En este caso, el terminal positivo del condensador C10 está conectado al cable común y el terminal negativo está conectado al devanado del relé. Se aplicará un voltaje de aproximadamente 5 V al devanado y el relé funcionará. Después de que se descargue el condensador, el relé se alimentará con un voltaje ligeramente inferior a XNUMX V.
Como ejemplo, se probó el relé MZP A 001 46. Según su hoja de datos, su tensión de alimentación mínima es 8,99, la máxima es 22,5 V, su único contacto de conmutación está diseñado para conmutar la carga con la red eléctrica, la resistencia del devanado es 450 ohmios. Las mediciones reales mostraron que este relé funciona con un voltaje de aproximadamente 6,5 V y se libera a 1,5 V. La capacitancia del condensador debe ser suficiente para operar el relé. Según la hoja de datos, el tiempo de respuesta del relé especificado a la tensión de alimentación nominal no es más de 10 ms, y la constante de tiempo del devanado del relé junto con el condensador es de aproximadamente 200 ms. Esto asegurará su funcionamiento confiable. En este caso, no se necesita un diodo, que generalmente se instala paralelo a la bobina del relé, protegiendo el elemento de conmutación (en este caso, un transistor de efecto de campo) de la autoinducción EMF cuando la corriente a través del devanado se detiene. Cuando los transistores se apagan, la corriente resultante en el devanado a través de los diodos cargará el condensador. Los diodos Schottky se utilizan porque la caída en ellos es menor que en los diodos de silicio convencionales. Todos los elementos se pueden colocar en el tablero principal del dispositivo o en un tablero separado de una sola cara, cuyo dibujo se muestra en la Fig. 2, y la apariencia es en la Fig. 3. En este dispositivo, el relé funcionó de manera confiable cuando el voltaje cayó a 4,2 V.
Si la tensión de alimentación del dispositivo principal es de 3...3,3 V, se puede utilizar junto con él un relé con una tensión nominal de 5 V. El rendimiento del relé de pequeño tamaño EA2-5NJ, que tiene dos grupos de contactos para la conmutación, una resistencia del devanado de 180 ohmios y el voltaje alterno conmutado máximo es de 250 V. El relé funcionó a un voltaje de 3,6 V y se liberó a 0,7 V. Si utiliza elementos para montaje en superficie (Fig. 4), las dimensiones del dispositivo diferirán ligeramente de las dimensiones generales del relé. Para los elementos indicados en el esquema (condensador - tantalio para montaje en superficie, tamaño D). En la figura 5 se muestra un posible dibujo de una placa de circuito impreso. 2,5. En este dispositivo, el relé funcionó de manera confiable con una tensión de alimentación de 1,5 V. En el dispositivo, es recomendable utilizar transistores con una tensión de apertura de no más de 2...XNUMX V. Pero debe tenerse en cuenta que el La peculiaridad de este relé es una cierta polaridad de la tensión de alimentación suministrada al devanado. Si no se sigue esto, el relé no funcionará.
Tampoco debemos olvidarnos de proteger los transistores de efecto de campo contra la avería provocada por la electricidad estática. Para hacer esto, durante el transporte o almacenamiento, la entrada se conecta a un cable común con un trozo de cable pelado. Y, por supuesto, primero debe verificar a qué voltajes opera y libera el relé. Además, a voltaje reducido (cerca del voltaje de liberación), la fuerza aplicada a los contactos del relé disminuye, lo que puede conducir a un aumento en la resistencia de contacto del grupo de contactos. Literatura
Autor: I. Nechaev
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