Smanjivanje potrošnje energije releja - Zadržavanje u odnosu na pokupnu struju: 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

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

U ovom uputstvu eksperimentiramo (uspješno) s jednostavnim krugom kako bismo ispunili ovaj zadatak za jedan model 5VDC releja. Očigledno, ovisno o vrsti 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 ovoga također možemo zaključiti impedanciju zavojnice releja pri različitim naponima pomoću R = V/I. Ostaje prilično konstantan u rasponu od približno 137 do 123 ohma. Na slici možete vidjeti moje rezultate za ovu štafetu.

Budući da relej ispada na oko 0,9 volti ili s protokom od oko 6 do 7 ma, nastojat ćemo da oko zavojnice ima oko 1,2 volta ili oko 9 do 10 ma struje koja teče u stanju držanja. Ovo će dati malu maržu iznad tačke ispadanja.

Korak 2: Dijagram kola

U prilogu je slika sheme. Način rada kruga je da kada se primijeni 5V, C1 je trenutno kratki spoj i struja slobodno teče kroz C1 i R3 u podnožje Q1. Q1 je uključen i trenutno dovodi do kratkog spoja preko R1. Dakle, u suštini 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 za oko 63% nakon 0,1 sekunde jer 100uF x 1000 ohma daje 0,1 sekundu tau ili RC vremensku konstantu. (Možete koristiti i 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. Sa 1.2V preko zavojnice, impedancija je oko 128 ohma, što je također određeno tokom karakterizacije. Dakle:

Rcoil = 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, a zaključava se pri uključivanju 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 otprilike 75% kada se koristi struja držanja za zadržavanje releja.