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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Марсоход нового поколения 18.07.2016 Национальное управление США по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) сообщило о том, что после всестороннего изучения и оценки проекта марсохода нового поколения специалисты готовы приступить к его созданию. Новый ровер должен отправиться на Красную планету летом 2020-го и прибыть туда в феврале 2021 года. Для посадки будет выбран регион, где условия в прошлом могли быть пригодны для существования микроорганизмов. Роботу предстоит изучить доступность и пригодность местных ресурсов, в том числе кислорода, для использования последующими пилотируемыми миссиями. Для снижения стоимости и рисков в основу конструкции нового марсохода ляжет платформа Curiosity. Напомним, что этот аппарат совершил успешную посадку на поверхности Марса в районе кратера Гейла в августе 2012 года. Curiosity - самый большой и тяжелый планетоход, когда-либо созданный человеком: он весит 899 кг, длина и ширина машины равны 3 и 2,8 м соответственно. Несмотря на схожесть с Curiosity, новый ровер получит принципиально иные научные инструменты. В частности, машина будет оснащена манипулятором со специальным буром и системой пробоотборных трубок. Резервуары с образцами марсианских пород планируется оставить в определенных местах для того, чтобы впоследствии их могли доставить на Землю будущие автоматические аппараты с целью комплексного изучения в лабораториях. В оснащение войдет рентгеновский флуориметрический спектрометр PIXL, который также будет содержать тепловизор с высоким разрешением для определения состава марсианской почвы и поиска редких элементов. Еще один прибор - ультрафиолетовый рамановский спектрометр SHERLOC, который будет давать мелкомасштабные изображения. Ровер получит набор датчиков для измерения температуры, скорости и направления ветра, давления, относительной влажности, размера и формы пыли. Наконец, говорится об усовершенствованной системе камер высокого разрешения и о георадаре.

Другие интересные новости:

▪ Энергонезависимая память работает при напряжении 1,2 В

▪ Прозрачный солнечный элемент

▪ Рост рынка умных игрушек

▪ Кризисы человека

▪ Стандарт Wi-Fi со скоростью до 4,6 Гбит/с

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрик в доме. Подборка статей

▪ статья О люди! Порождение крокодилов! Крылатое выражение

▪ статья В какой стране жил бомж, оставивший в завещании более миллиона долларов? Подробный ответ

▪ статья Администратор. Должностная инструкция

▪ статья Простой автосторож. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Цифровой регулятор громкости. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026