Питание электромагнитного реле пониженным напряжением. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Напряжение питания радиолюбительских устройств с годами становится все меньше и меньше. Кроме того, широкое распространение получили различные устройства на микроконтроллерах и цифровых микросхемах, напряжение питания которых тоже неуклонно снижается, и напряжение 5 В уже кажется большим. Но построение устройств с таким напряжением питания иногда приводит к затруднениям. В частности, если необходимо коммутировать сетевое напряжение, в некоторых случаях целесообразно применить электромагнитное реле. Но реле с номинальным напряжением 3...5 В встречаются гораздо реже, чем с напряжением 12 В. В то же время известно, что ток (и соответственно напряжение), при котором реле отпускает, в несколько раз меньше тока (напряжения) срабатывания. Кроме того, реле в большинстве случаев уверенно срабатывают при напряжении на 20...40% меньше номинального. Если поставить вопрос немного по-другому, то надо заставить реле сработать при пониженном напряжении, при котором оно будет надежно удерживать контакты в замкнутом (или разомкнутом) состоянии. Кроме того, питание реле пониженным напряжением существенно повышает экономичность всего устройства.

Схем устройств, обеспечивающих срабатывание реле при пониженном напряжении, много в различных печатных источниках [1, 2], в том числе и запатентованых [3], а также и на просторах Интернета [4, 5]. Аналогичные устройства применяют и для уменьшения времени срабатывания реле при питании их номинальным напряжением [6]. Принцип работы большинства таких устройств основан на том, что в них применен накопительный конденсатор, который в момент коммутации подключается последовательно с источником питания, в результате чего суммарное напряжение удваивается и реле надежно срабатывает. После разрядки конденсатора реле питается примерно вдвое меньшим напряжением, соответственно потребляя меньший ток.

Схема еще одного варианта такого устройства показана на рис. 1. С его помощью можно запитать реле напряжением, примерно вдвое меньшим номинального, или при номинальном напряжении питания включить последовательно не одно, а два реле. Для коммутации здесь применены полевые транзисторы, поэтому в качестве источника управляющего сигнала можно применить маломощный узел (микроконтроллер, логическую микросхему и т. д.), не обеспечивающий требуемого для коммутации реле тока. После подачи питающего напряжения через обмотку реле и диоды конденсатор С1 заряжается практически до напряжения питания. Происходит это быстро, поскольку сопротивление обмотки реле, как правило, невелико. Само реле, как правило, не срабатывает. После подачи сигнала управления оба транзистора открываются. При этом плюсовой вывод конденсатора С1 оказывается соединен с общим проводом, а минусо-вый - с обмоткой реле. К обмотке будет приложено напряжение около 10 В, и реле сработает. После разрядки конденсатора реле будет питаться напряжением чуть меньше 5 В.

Рис. 1. Схем устройства, обеспечивающего срабатывание реле при пониженном напряжении

В качестве примера было испытано реле MZP A 001 46. По паспорту у него минимальное напряжение питания - 8,99, максимальное - 22,5 В, его один переключающий контакт рассчитан на коммутацию нагрузки с сетевым питанием, сопротивление обмотки - 450 Ом. Реальные измерения показали, что это реле срабатывает при напряжении около 6,5 В, а отпускает при 1,5 В.

Ёмкость конденсатора должна быть достаточной для срабатывания реле. Согласно паспорту, время срабатывания указанного реле при номинальном напряжении питания - не более 10 мс, а постоянная времени обмотки реле совместно с конденсатором - около 200 мс. Это обеспечит его уверенное срабатывание. Диод, который обычно устанавливают параллельно катушке реле, защищающий коммутирующий элемент (в данном случае полевой транзистор) от ЭДС самоиндукции при прекращении тока через обмотку, в данном случае не нужен. Когда транзисторы закрываются, возникающий при этом в обмотке ток через диоды будет заряжать конденсатор. Применены диоды Шоттки, поскольку падение на них меньше, чем на обычных кремниевых. Все элементы можно разместить на плате основного устройства или на отдельной односторонней плате, чертеж которой показан на рис. 2, а внешний вид - на рис. 3. В этом устройстве реле уверенно срабатывало при снижении напряжения до 4,2 В.

Рис. 2. Чертеж платы устройства

Рис. 3. Внешний вид платы устройства

Если напряжение питания основного устройства 3...3,3 В, совместно с ним можно применить реле с номинальным напряжением 5 В. Была проверена работоспособность малогабаритного реле EA2-5NJ, у которого две группы контактов на переключение, сопротивление обмотки - 180 Ом, а максимальное коммутируемое переменное напряжение - 250 В. Реле срабатывало при напряжении 3,6 В, а отпускало при 0,7 В.

Если применить элементы для поверхностного монтажа (рис. 4), размеры устройства будут отличаться от габаритных размеров реле незначительно. Для указанных на схеме элементов (конденсатор - танталовый для поверхностного монтажа типоразмера D). Возможный чертеж печатной платы показан на рис. 5. В этом устройстве реле надежно срабатывало при напряжении питания 2,5 В. В устройстве желательно применить транзисторы с напряжением открывания не более 1,5...2 В. Но следует учесть, что особенность этого реле - J определенная полярность напряжения питания, подаваемого на обмотку. Если ее не соблюдать, реле работать не будет.

Рис. 4. Схема устройства

Рис. 5. Чертеж платы устройства

Не следует также забывать о защите полевых транзисторов от пробоя статическим электричеством. Для этого на период транспортировки или хранения вход соединяют с общим проводом отрезком неизолированного провода. И, конечно же, надо предварительно проверить, при каких напряжениях реле срабатывает и отпускает. Кроме того, при пониженном напряжении (вблизи напряжения отпускания) усилие, прикладываемое к контактам реле, уменьшается, что может привести к увеличению переходного сопротивления контактной группы.

Литература

1. Прокопцев Ю. Включение реле при пониженном напряжении. - Радио, 1971, № 1, с. 43.
2. Graiam R. Схема включения реле пониженным напряжением. - Elektor Electronics, July 1999, p.88.
3. Устройство для включения реле при пониженном напряжении питания. Авторское свидетельство СССР № 1501188, кл. H 01 H 47/32, 1982.
4. How to use 24V-relay with 12V-Vcc. - URL: intio.or.jp/jf 10zl/24vr. htm (23.08.16).
5. How to drive 24 volts relay with 8 volts battery. - URL: intio.or.jp/jf10zl/ 8vrelay.htm.
6. За рубежом. Уменьшение времени срабатывания реле. - Радио, 2007, № 1, с. 72.

Автор: И. Нечаев

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Токсичность интернета преувеличена 07.01.2026

Социальные сети нередко воспринимаются как арена постоянной агрессии, оскорблений и распространения фейковой информации. Новое исследование Стэнфордского университета показывает, что реальность значительно отличается от популярного представления: интернет гораздо менее токсичен, чем многие пользователи считают. Ученые опросили более тысячи американцев, попросив их оценить долю пользователей соцсетей, которые ведут себя агрессивно или распространяют ненависть. Оказалось, что впечатления людей сильно преувеличивают масштабы проблемы. Например, респонденты считали, что почти половина пользователей Reddit хотя бы раз оставляла оскорбительные комментарии, тогда как фактические данные платформы показывают, что таких людей не более 3%. Аналогичная ситуация наблюдается с дезинформацией. Опрос показал, что большинство участников считали почти половину аудитории Facebook распространителями фейковых новостей, однако статистика говорит об обратном: фактическая доля таких пользователей состав ...>>

Процессоры Ryzen AI 400 07.01.2026

Современные вычисления все больше ориентируются на интеграцию искусственного интеллекта и высокую производительность в компактных устройствах, таких как ноутбуки и мини-ПК. Новая линейка процессоров AMD Ryzen AI 400 демонстрирует, как разработчики объединяют мощные центральные ядра, графику и нейросетевые ускорители в одном чипе, чтобы удовлетворять растущие потребности пользователей в играх, контенте и ИИ-приложениях. AMD представила процессоры серии Gorgon Point, которые включают до 12 ядер Zen 5 и до 24 потоков вычислений. Чипы поддерживают интегрированную графику RDNA 3.5, обеспечивают максимальную тактовую частоту до 5,2 ГГц и имеют энергопотребление от 15 Вт до 54 Вт. Особое внимание уделено NPU, способному обрабатывать до 60 триллионов операций в секунду (TOPS), что делает эти процессоры эффективными для задач с искусственным интеллектом. Конструкция Ryzen AI 400 сочетает ядра Zen 5 и Zen 5c, обеспечивая высокую гибкость и производительность. Несмотря на то, что архитектур ...>>

Женщины лучше распознают признаки болезни по лицу 06.01.2026

Способность распознавать, что кто-то нездоров, часто проявляется интуитивно: бледная кожа, опущенные веки, уставшее выражение лица могут сигнализировать о недомогании. Новое исследование международной группы ученых показало, что женщины в среднем точнее мужчин улавливают такие тонкие невербальные признаки болезни, что может иметь эволюционные и социальные объяснения. В отличие от предыдущих работ, где использовались отредактированные фотографии или имитация больных лиц, ученые решили проверить, насколько люди способны распознавать естественные признаки недомогания. Такой подход позволил оценить реальную чувствительность к изменениям в лицах, возникающим при болезни. В исследовании приняли участие 280 студентов, поровну мужчин и женщин. Участникам предложили оценить 24 фотографии, на которых изображены люди как в здоровом состоянии, так и во время болезни. Это дало возможность сравнить восприятие естественных признаков недомогания в реальных лицах. Для анализа состояния каждого ...>>

Случайная новость из Архива Солнечные подсолнухи для освещения городов 03.09.2013 В городе Сиэтл, США, художник Дэн Корсон посадил первую в мире плантацию солнечных подсолнухов, которые ночью освещают улицу разноцветными огнями. Речь идет не о новом виде растения, а об особых высокотехнологичных скульптурах, выполняющих роль украшения города и одновременно служащих источником света. Устройства под названием Sonic Bloom представляют собой искусственные сооружения в виде подсолнухов высотой до 10 м и с диаметром цветка (включая лепестки) до 6 м. Сверху, на "цветке" располагаются кремниевые фотоэлектрические мини-модули мощностью по 4 Вт. Модули защищены стеклом и устойчивы к воздействию окружающей среды. Днем они поглощают солнечный свет и превращают его в электричество, которое заряжает аккумулятор. Ночью подсолнухи светятся огнями светодиодных ламп: постепенно с заходом солнца свет от розового переходит в красный, оранжевый и зеленый. Кроме того Sonic Bloom можно оснастить датчиками движения и динамиками, в результате, при приближении людей они будут играть негромкую музыку. При всей кажущейся технологической простоте Sonic Bloom, подобные устройства могут иметь большое значение для создания комфортной обстановки. В тесных, шумных городах, бедных зеленью и уютными местами для отдыха, деревья-подсолнухи вроде Sonic Bloom могут дать людям возможность получить положительные эмоции. Сегодня нет возможности изолировать зеленые зоны от мегаполиса - даже в городском парке люди чувствуют давление города. В свою очередь, небольшие "заросли" из 3-5 Sonic Bloom могут создавать в городах множество уютных мест, где можно отдохнуть как днем, так и вечером. Дэн Корсон попытался показать, как современные технологии можно применить для эстетических целей и психологической разгрузки горожан, измученных депрессиями, психозами и стрессами. Возможно художник прав, и раз мы не можем органично вписать естественную природу в облик наших городов, то стоит создать суперэстетичную искусственную окружающую среду.

Другие интересные новости:

▪ Новый рекорд по скорости беспроводной передачи данных

▪ Экономичный и быстрый принтер

▪ Разгадан феномен женского чутья

▪ Тянущийся дисплей

▪ Внедорожник на солнечной энергии Humble Motors Humble One

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Предварительные усилители. Подборка статей

▪ статья Полюби нас черненькими, а беленькими нас всякий полюбит. Крылатое выражение

▪ статья Как появились реки? Подробный ответ

▪ статья Клевер луговой. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Цифровой спидометр, часы и термометр для автомобиля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Коробчатый воздушный змей. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026