แรงดันดึงและแรงดันปล่อยของรีเลย์หมายถึงอะไร?

ยินดีต้อนรับสู่คู่มือฉบับสมบูรณ์ของเราเกี่ยวกับพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของรีเลย์ที่สำคัญ เราจะครอบคลุมแนวคิดหลักของการทำงานของรีเลย์ซึ่งมีความสำคัญต่อการออกแบบระบบที่เชื่อถือได้

แรงดันไฟฟ้าดึง-เรียกอีกอย่างว่าแรงดันไฟฟ้าที่ 'ต้องใช้งาน' เป็นแรงดันไฟฟ้าคอยล์ขั้นต่ำที่จำเป็นในการจ่ายไฟให้กับรีเลย์ วิธีนี้จะย้ายหน้าสัมผัสจากตำแหน่งปกติไปยังตำแหน่งที่เปิดใช้งาน

แรงดันที่ปล่อยคือแรงดันที่ 'ต้องปล่อย' เป็นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่รีเลย์ที่มีพลังงานจะปิดใช้งาน-พลังงานอย่างแน่นอน ซึ่งจะทำให้ผู้ติดต่อกลับคืนสู่สภาวะปกติและพักอยู่

คุณต้องเข้าใจพารามิเตอร์ทั้งสองนี้เพื่อออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ทนทานและคาดเดาได้{0}} คู่มือนี้มีมากกว่าคำจำกัดความง่ายๆ เราจะสำรวจความหมายเชิงปฏิบัติ ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่มีอิทธิพลต่อค่าเหล่านี้ และวิธีการอ่านค่าเหล่านี้อย่างถูกต้องจากเอกสารข้อมูล

ในคู่มือนี้ เราจะครอบคลุมถึง:

คำจำกัดความพื้นฐานและฟิสิกส์เบื้องหลังแรงดึง-เข้าและปล่อยแรงดันไฟฟ้า

แนวคิดที่สำคัญของฮิสเทรีซิสและเหตุใดจึงรับประกันการสลับที่เสถียร

ปัจจัยโลกแห่งความเป็นจริง- เช่น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและแหล่งจ่ายไฟที่เปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของรีเลย์

วิธีอ่านและตีความข้อกำหนดเอกสารข้อมูลสำหรับการออกแบบวงจรที่เชื่อถือได้

กฎการออกแบบที่สามารถนำไปปฏิบัติได้จริงและกรณีศึกษาเชิงปฏิบัติ

ปัจจัยพื้นฐาน

แรงดึง-แรงดันไฟฟ้าคืออะไร?

แรงดันไฟฟ้าดึง-จะกระตุ้นการทำงานทางกลของรีเลย์ เมื่อแรงดันไฟฟ้าส่งผ่านขดลวดของรีเลย์ กระแสจะไหลและสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้าดึง-คือจุดเฉพาะที่แรงแม่เหล็กมีความเข้มข้นเพียงพอ มันจะต้องเอาชนะกองกำลังฝ่ายตรงข้ามที่รวมกัน ซึ่งรวมถึงความตึงของสปริงส่งคืนของกระดองและแรงดันสถิตของหน้าสัมผัสที่ปิดตามปกติ

ที่แรงดันไฟฟ้านี้ กระดองจะถูกดึงเข้าหาแกนของขดลวด ซึ่งทำให้ผู้ติดต่อที่สามารถเคลื่อนย้ายเปลี่ยนสถานะได้ รายชื่อผู้ติดต่อที่เปิดตามปกติจะปิด และรายชื่อผู้ติดต่อที่ปิดตามปกติจะเปิดขึ้น

ค่าบนแผ่นข้อมูลคือค่าสูงสุดที่รับประกัน แรงดันไฟฟ้าดึง-จริงของหน่วยรีเลย์แต่ละตัวอาจต่ำกว่า เอกสารข้อมูลรับประกันว่ารีเลย์จะทำงานที่หรือต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุนี้ ตัวอย่างเช่น "ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าน้อยกว่าหรือเท่ากับ 9.6V"

สำหรับรีเลย์ DC มาตรฐานส่วนใหญ่ แรงดันไฟฟ้าดึง-จะถูกระบุเป็นเปอร์เซ็นต์ของแรงดันไฟฟ้าคอยล์ที่ระบุ โดยทั่วไปคือ 70% หรือ 80% สำหรับรีเลย์ 12VDC ทั่วไป แรงดันไฟฟ้าที่รับประกันแรงดึง-จะถูกระบุให้น้อยกว่าหรือเท่ากับ 9.6VDC (80% ของ 12V)

แรงดันปล่อยคืออะไร?

แรงดันไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาแสดงถึงเกณฑ์สำหรับการดี-การสั่งงาน เมื่อแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมคอยล์ที่มีพลังงานลดลง การไหลของกระแสจะลดลง สนามแม่เหล็กอ่อนลง

แรงดันปล่อยคือจุดที่แรงแม่เหล็กอ่อนเกินไป ไม่สามารถยึดกระดองกับแรงทางกลของสปริงส่งคืนได้อีกต่อไป

ที่แรงดันไฟฟ้านี้ แรงคืนสภาพของสปริงจะเอาชนะแรงดึงดูดแม่เหล็กที่ตกค้าง สิ่งนี้จะดึงกระดองออกจากแกนกลาง การดำเนินการนี้ทำให้ผู้ติดต่อกลับสู่สถานะปกติที่เลิก-

เช่นเดียวกับแรงดันไฟฟ้าดึง- แรงดันปล่อยบนแผ่นข้อมูลเป็นค่าขั้นต่ำที่รับประกัน รับประกันว่ารีเลย์จะปล่อยออกมาเมื่อแรงดันไฟฟ้าของคอยล์ลดลงถึงระดับนี้หรือต่ำกว่า ข้อกำหนดทั่วไปอาจอ่านว่า "ต้องปล่อยแรงดันไฟฟ้ามากกว่าหรือเท่ากับ 1.2V"

ค่านี้มักแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด สำหรับรีเลย์ DC โดยทั่วไปแรงดันไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจะระบุเป็น 10% หรือมากกว่าของพิกัดที่ระบุ สำหรับรีเลย์ 12VDC แรงดันปล่อยที่รับประกันจะมากกว่าหรือเท่ากับ 1.2VDC

แนวคิดของฮิสเทรีซิส

แรงดันไฟฟ้าขาเข้าและแรงดันปล่อยของรีเลย์มีความหมายอย่างไรต่อการทำงานที่เสถียร แรงดันไฟฟ้าดึง-ของรีเลย์จะสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาอย่างมากเสมอ ความแตกต่างระหว่างเกณฑ์ทั้งสองนี้เรียกว่าฮิสเทรีซิส

ลักษณะนี้ไม่ใช่ข้อบกพร่อง เป็นคุณสมบัติพื้นฐานและจำเป็นสำหรับการทำงานของรีเลย์ที่มีความเสถียร ฮิสเทรีซีสป้องกันไม่ให้รีเลย์ "ส่งเสียงกระหึ่ม"-เปิดและปิดการสั่นอย่างรวดเร็ว-เมื่อแรงดันไฟฟ้าควบคุมวนเวียนอยู่ใกล้จุดสวิตช์จุดเดียว

ลองนึกภาพว่าแรงดันไฟฟ้าดึง-เข้าและปล่อยเท่ากันหรือไม่ สัญญาณรบกวนเล็กน้อยหรือความผันผวนของสัญญาณควบคุมรอบๆ เกณฑ์เดียวนั้นจะทำให้รีเลย์เปิดและปิดอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้นำไปสู่การเกิดอาร์คจากการสัมผัส การสึกหรอก่อนเวลาอันควร และพฤติกรรมของระบบที่ไม่สามารถคาดเดาได้

ลูปฮิสเทรีซีสให้เดดแบนด์ เมื่อรีเลย์ดึงเข้าไปแล้ว แรงดันไฟฟ้าจะต้องลดลงอย่างมากก่อนที่จะปล่อยออกมา สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงการดำเนินการสวิตช์ที่สะอาดและเด็ดขาด

เราสามารถมองเห็นสิ่งนี้ได้ด้วยกราฟง่ายๆ ที่วางแผนสถานะของรีเลย์เทียบกับแรงดันไฟฟ้าของคอยล์

กราฟนี้แสดงเส้นทางการเปิดและปิดสองเส้นทางแยกจากกันอย่างชัดเจน พวกมันก่อตัวเป็นวงที่แสดงถึงฮิสเทรีซีสของรีเลย์

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อโลก-ที่แท้จริง

บทบาทของอุณหภูมิคอยล์

ปัจจัยเดียวที่มีอิทธิพลมากที่สุดที่ส่งผลต่อการดึง-และปล่อยแรงดันไฟฟ้าของรีเลย์ในวงจรโลก-จริงคืออุณหภูมิของคอยล์

ฟิสิกส์ตรงไปตรงมา ขดลวดรีเลย์พันด้วยลวดทองแดงซึ่งมีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอุณหภูมิเป็นบวก สำหรับทองแดง ค่านี้จะอยู่ที่ประมาณ +0.4% ต่อองศาเซลเซียส

เมื่ออุณหภูมิของคอยล์เพิ่มขึ้น ความต้านทานกระแสตรงก็จะเพิ่มขึ้น สิ่งนี้เกิดขึ้นจากสภาพแวดล้อมโดยรอบที่สูงหรือจากความร้อนในตัว-อันเนื่องมาจากการทำงานอย่างต่อเนื่อง ตามกฎของโอห์ม (V=IR) หากความต้านทาน (R) เพิ่มขึ้น ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น (V) เพื่อสร้างกระแส (I) ในระดับเดียวกันซึ่งจำเป็นต่อการสร้างสนามแม่เหล็กกระตุ้น

เมื่อคอยล์ร้อนขึ้น แรงดึงที่มีประสิทธิภาพ-ก็จะเพิ่มขึ้น รีเลย์ที่ดึงเข้าที่ 9V ได้อย่างน่าเชื่อถือในห้องปฏิบัติการ 25 องศาอาจต้องใช้ไฟ 11V หรือมากกว่าในการดึงเข้าเมื่อทำงานภายในตู้ที่มีอุณหภูมิสูงที่ 80 องศา

ผลกระทบต่อแรงดันไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจะคล้ายกัน คอยล์ร้อนที่มีความต้านทานสูงกว่าหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าจะต้องลดลงถึงระดับที่ต่ำกว่าเพื่อลดสนามแม่เหล็กให้เพียงพอสำหรับการปล่อยกระดอง ดังนั้นแรงดันปล่อยที่มีประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิด้วย

ครั้งหนึ่งเราเคยตรวจสอบความล้มเหลวของภาคสนามโดยที่หน่วยควบคุมทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบในห้องปฏิบัติการ (25 องศา) แต่ล้มเหลวในการสั่งงานรีเลย์ความปลอดภัยที่สำคัญในตู้กลางแจ้งภายใต้แสงแดดฤดูร้อน (70 องศา) การออกแบบนี้ให้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าแรงดึงเย็น-ตามข้อกำหนด ไม่สามารถอธิบายการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าดึง-ที่อุณหภูมิสูงได้อย่างมีนัยสำคัญ โซลูชันนี้จำเป็นต้องมีการออกแบบวงจรไดรเวอร์ใหม่เพื่อให้รับประกันแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตที่สูงขึ้นภายใต้สภาวะความร้อนทั้งหมด

การเปลี่ยนแปลงของพาวเวอร์ซัพพลาย

แหล่งจ่ายไฟของวงจรไม่เคยสมบูรณ์แบบ ความแปรผันของมันส่งผลโดยตรงต่อการทำงานของรีเลย์ นักออกแบบต้องคำนึงถึงความเป็นจริงเหล่านี้

ประการแรกคือความทนทานต่ออุปทานนั่นเอง แหล่งจ่ายไฟที่กำหนดสำหรับ "12V" มักจะเป็น 12V ±5% หรือ ±10% นักออกแบบต้องทำงานกับสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด- หากแหล่งจ่ายไฟสามารถลดลงเหลือ 11.4V (-5%) แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำนี้จะต้องยังคงสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุดที่เป็นไปได้ของรีเลย์อย่างสบายๆ โดยคำนึงถึงผลกระทบของอุณหภูมิทั้งหมด

ประการที่สองคือแรงดันตกหรือ I*R ลดลง สายไฟและร่องรอย PCB ที่เชื่อมต่อแหล่งพลังงานกับคอยล์รีเลย์มีความต้านทาน แม้แต่ความต้านทานเล็กน้อยตลอดการเดินสายไฟยาวก็อาจทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างมากเมื่อคอยล์ดึงกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าที่คอยล์รีเลย์จะต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วจ่ายไฟ ปัจจัยนี้จะต้องได้รับการคำนวณและชดเชยในการออกแบบ

สุดท้ายนี้ การกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้าเป็นเรื่องที่น่ากังวล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแหล่งจ่ายไฟ AC-DC ที่เรียบง่าย หากการกระเพื่อมบนแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงมีขนาดใหญ่เพียงพอ รางแรงดันไฟฟ้าอาจลดลงต่ำกว่าค่าค้างของรีเลย์หรือแรงดันปล่อย ส่งผลให้รีเลย์พูดพล่อยหรือปล่อยโดยไม่คาดคิด นี่เป็นปัญหาอย่างยิ่งสำหรับวงจรที่ทำงานใกล้กับเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าที่ปล่อยออกมา

ผลกระทบจากการปราบปรามคอยล์

เมื่อทรานซิสเตอร์ปิดกระแสเป็นโหลดอุปนัยเช่นคอยล์รีเลย์ สนามแม่เหล็กที่ยุบตัวจะกระตุ้นให้เกิดแรงดันไฟฟ้าพุ่งสูงขึ้นอย่างมาก (V=-L * di/dt) การขัดขวางนี้สามารถทำลายทรานซิสเตอร์ที่กำลังขับได้อย่างง่ายดายหากไม่ได้ถูกระงับ

วิธีการระงับที่พบบ่อยที่สุดคือการใช้ฟลายแบ็คไดโอดแบบธรรมดาวางขนานกับขดลวด เมื่อทรานซิสเตอร์ปิด ไดโอดจะเป็นช่องทางที่ปลอดภัยเพื่อให้กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำไหลเวียนและกระจายไป สิ่งนี้จะช่วยปกป้องผู้ขับขี่

อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้มีข้อแลกเปลี่ยนที่สำคัญ- กระแสหมุนเวียนจะยืดอายุการดำรงอยู่ของสนามแม่เหล็ก สิ่งนี้จะทำให้เกราะของรีเลย์อยู่ในสถานะมีพลังงานนานขึ้น สิ่งนี้จะเพิ่มเวลาปลดรีเลย์อย่างมาก

ความล่าช้านี้อาจยอมรับไม่ได้ในแอปพลิเคชันที่ต้องการการสลับอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้การสลายตัวช้าของสนามแม่เหล็กยังสามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่รีเลย์จะปล่อยออกมาในที่สุดได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สำหรับการใช้งานที่เวลาในการปล่อยมีความสำคัญ จำเป็นต้องมีวิธีการระงับที่ดีกว่า ไดโอดซีเนอร์ที่ต่ออนุกรมกับไดโอดมาตรฐาน หรือเครือข่ายตัวเก็บประจุ-ตัวเก็บประจุ (RC) ตัวต้านทาน สามารถให้เส้นทางการสลายตัวที่รวดเร็วกว่าสำหรับกระแสของคอยล์

นี่คือการเปรียบเทียบเทคนิคการปราบปรามทั่วไป:

การเลือกวิธีการปราบปรามที่เหมาะสมคือความสมดุลระหว่างการปกป้องส่วนประกอบของไดรเวอร์และการบรรลุประสิทธิภาพการปล่อยรีเลย์ที่ต้องการ

การใช้งานจริงและการออกแบบ

การอ่านเอกสารข้อมูล

การแปลทฤษฎีสู่การปฏิบัติเริ่มต้นด้วยการตีความแผ่นข้อมูลของรีเลย์อย่างถูกต้อง ส่วนข้อมูลคอยล์ประกอบด้วยข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าวิกฤติที่ควบคุมการออกแบบวงจรไดรเวอร์ของคุณ

เรามาดูรายละเอียดพารามิเตอร์หลักที่คุณจะพบกัน

แรงดันไฟฟ้าคอยล์ที่กำหนด:นี่คือแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานที่ตั้งใจไว้สำหรับการใช้งานอย่างต่อเนื่อง รีเลย์ได้รับการออกแบบมาเพื่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานที่เหมาะสมที่สุดที่แรงดันไฟฟ้านี้

ต้องใช้งาน (ดึง{0}} แรงดันไฟฟ้า:ซึ่งระบุเป็นค่าสูงสุด (เช่น น้อยกว่าหรือเท่ากับ 9.6V) วงจรของคุณต้องจ่ายแรงดันไฟฟ้าอย่างน้อยนี้ในทุกสภาวะ (กรณีที่แย่ที่สุด-ในกรณีที่จ่ายไฟต่ำ อุณหภูมิสูงสุด) เพื่อรับประกันการทำงาน

ต้องปล่อยแรงดันไฟฟ้า:ซึ่งระบุเป็นค่าต่ำสุด (เช่น มากกว่าหรือเท่ากับ 1.2V) เพื่อรับประกันว่ารีเลย์จะเลิก-จ่ายไฟ แรงดันไฟฟ้าสถานะ "ปิด" ของวงจรของคุณต้องต่ำกว่าระดับนี้

แรงดันไฟฟ้าต่อเนื่องสูงสุด:นี่คือแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่คอยล์สามารถทนได้ไม่จำกัดโดยไม่มีความร้อนสูงเกินไปหรือได้รับความเสียหาย หากเกินกว่านี้อาจทำให้อายุการใช้งานของรีเลย์สั้นลงอย่างมาก

ด้านล่างนี้คือตัวอย่างตารางข้อมูลคอยล์ทั่วไปสำหรับรีเลย์ "ก้อนน้ำตาล" 12VDC

การอ่านอย่างระมัดระวังเป็นสิ่งสำคัญ โปรดทราบว่าข้อกำหนดหลักเหล่านี้มักจะได้รับที่อุณหภูมิอ้างอิง ซึ่งปกติคือ 25 องศา ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว ค่าเหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิการทำงานที่แตกต่างกัน

กรณีศึกษาการออกแบบ: UVLO

ลองใช้แนวคิดเหล่านี้กับปัญหาการออกแบบในทางปฏิบัติ: การสร้างวงจรการล็อกเอาท์ของแบตเตอรี่ (UVLO)

เป้าหมายคือการปกป้องแบตเตอรี่ตะกั่วกรด 12V- จากการคายประจุลึก วงจรจะต้องตัดการเชื่อมต่อโหลดโดยอัตโนมัติเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงถึงระดับวิกฤติ เช่น 11.5V ควรเชื่อมต่อโหลดใหม่หลังจากที่ชาร์จแบตเตอรี่จนมีแรงดันไฟฟ้าที่ดีต่อสุขภาพมากขึ้นเท่านั้น เช่น 12.5V

ความท้าทายคือการเลือกรีเลย์ที่เหมาะสมและออกแบบตรรกะการควบคุม ฮิสเทรีซิสตามธรรมชาติของรีเลย์ดูเหมือนจะสมบูรณ์แบบสำหรับงานนี้

การวิเคราะห์ของเราต้องการให้รีเลย์ดำเนินการสองอย่างตามเกณฑ์แรงดันไฟฟ้า:

รีเลย์ต้องปล่อย(ตัดการเชื่อมต่อโหลด) เมื่อแรงดันไฟฟ้าของระบบลดลงถึง 11.5V

รีเลย์ต้องดึง-เข้า(ต่อโหลดใหม่) เมื่อแรงดันไฟฟ้าของระบบเพิ่มขึ้นเป็น 12.5V

ในกระบวนการคัดเลือก เราจะเริ่มต้นด้วยการค้นหารีเลย์มาตรฐาน 12VDC ข้อมูลจำเพาะของเอกสารข้อมูลเป็นแนวทางหลักของเรา แรงดันไฟฟ้าที่ต้องปล่อยจะต้องต่ำกว่าเกณฑ์การตัดการเชื่อมต่อ 11.5V ของเรา แรงดันไฟฟ้าที่ต้องใช้งานต้องต่ำกว่าเกณฑ์การเชื่อมต่อใหม่ 12.5V ของเรา

อย่างไรก็ตาม วิศวกรมืออาชีพรู้ว่าไม่ควรออกแบบให้ตรงตามข้อกำหนดด้านความทนทานที่กว้าง-เหล่านี้โดยตรง ในทางปฏิบัติ เราจะไม่พึ่งพาการดึงและปล่อยแรงดันไฟฟ้าที่ไม่แม่นยำของรีเลย์เอง-เพื่อกำหนดเกณฑ์ UVLO วิกฤตของเรา แรงดันดึงและแรงดันปล่อยของรีเลย์มีฮิสเทรีซีสโดยธรรมชาติซึ่งแปรผันเกินไปและขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างมาก

แต่เราใช้ข้อมูลจำเพาะของรีเลย์เพื่อสร้างหน้าต่างการทำงานที่ปลอดภัยสำหรับวงจรทริกเกอร์ภายนอกที่แม่นยำยิ่งขึ้น เราจะออกแบบวงจรเปรียบเทียบ (โดยใช้ออป-แอมป์หรือ IC ควบคุมเฉพาะ) พร้อมด้วยตัวแบ่งความต้านทานที่แม่นยำเพื่อตั้งค่าเกณฑ์ 11.5V และ 12.5V จากนั้นตัวเปรียบเทียบนี้จะขับเคลื่อนทรานซิสเตอร์ ซึ่งจะขับเคลื่อนคอยล์รีเลย์

สำหรับการออกแบบนี้ ตัวเลือกรีเลย์ของเราได้รับการแนะนำโดยให้แน่ใจว่าจะไม่รบกวนวงจรความแม่นยำของเรา เราจะเลือกรีเลย์ที่มีแรงดันไฟฟ้าที่ต้องปล่อย เช่น มากกว่าหรือเท่ากับ 1.2V และแรงดันไฟฟ้าที่ต้องใช้งานน้อยกว่าหรือเท่ากับ 9.6V หน้าต่างที่กว้างและรับประกัน (ตั้งแต่ 1.2V ถึง 9.6V) ทำให้เรามีพื้นที่เหลือเฟือ วงจรที่มีความแม่นยำของเราสามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือที่ 11.5V และ 12.5V ซึ่งต้านทานต่อความคลาดเคลื่อนที่กว้างและการเบี่ยงเบนความร้อนของรีเลย์ได้อย่างสมบูรณ์

กรณีศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติของรีเลย์เป็นส่วนสำคัญของการออกแบบระบบอย่างไร แต่พวกมันได้รับการจัดการและควบคุมโดยหน่วยสืบราชการลับภายนอก แทนที่จะอาศัยความแม่นยำในตัวเอง

กฎการออกแบบของ Thumb

เพื่อการขับเคลื่อนรีเลย์ที่มีประสิทธิภาพ เราปฏิบัติตามชุดหลักการสำคัญที่สรุปไว้ในรายการตรวจสอบนี้

กฎข้อที่ 1: คำนึงถึงช่องว่างตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตขั้นต่ำที่รับประกันของวงจรไดรเวอร์ของคุณมากกว่าแรงดันไฟฟ้าดึงสูงสุดที่ระบุของรีเลย์-เสมอ คำนึงถึงอุณหภูมิในการทำงานสูงสุดที่เป็นไปได้

กฎข้อที่ 2: เรื่องต่ำสุดตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้ารั่ว "ปิด-" ของไดรเวอร์ของคุณ รวมกับสัญญาณรบกวนของระบบใดๆ จะต้องน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าปล่อยขั้นต่ำที่ระบุของรีเลย์เสมอ ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้รีเลย์ล้มเหลวในการ-จ่ายไฟ

กฎข้อที่ 3: อุณหภูมิไม่ใช่เพื่อนของคุณลดการคำนวณแรงดันไฟฟ้าของคุณสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความร้อน-กรณีที่แย่ที่สุดเสมอ แนวทางปฏิบัติที่ดีคือตั้งงบประมาณสำหรับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเพิ่มขึ้นอย่างน้อย 20-25% เมื่อย้ายจากสภาพแวดล้อมห้องปฏิบัติการ 25 องศาไปเป็นการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่มีอุณหภูมิสูง 85 องศา

กฎข้อที่ 4: ขับรถอย่างมีอำนาจอย่าขับเคลื่อนคอยล์รีเลย์โดยตรงจากพิน I/O ของไมโครคอนโทรลเลอร์มาตรฐาน พินเหล่านี้มีความสามารถในการจ่ายกระแสไฟที่จำกัดและมีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตสูง ใช้ไดรเวอร์เฉพาะ เช่น BJT หรือ MOSFET ที่สามารถจ่ายพลังงานอิมพีแดนซ์ต่ำ-ให้กับคอยล์ได้

กฎข้อที่ 5: ปราบปรามอย่างชาญฉลาดไดโอดฟลายแบ็คที่พาดผ่านคอยล์เป็นข้อกำหนดขั้นต่ำสำหรับการปกป้องไดรเวอร์ หากแอปพลิเคชันของคุณไวต่อเวลาในการปล่อย ให้ลงทุนส่วนประกอบเพิ่มเติมสำหรับไดโอดซีเนอร์-หรือโซลูชัน RC snubber

ข้อควรพิจารณาขั้นสูง

รีเลย์ล็อค

สิ่งสำคัญคือต้องแยกแยะความแตกต่างระหว่างรีเลย์แบบไม่ล็อค-มาตรฐานจากรีเลย์แบบล็อค ซึ่งทำงานในกระบวนทัศน์ที่แตกต่างกัน

ต่างจากรีเลย์แบบไม่มี-แบบล็อคที่ต้องใช้กำลังของคอยล์อย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาสถานะ รีเลย์แบบล็อคเป็นแบบ bistable โดยจะสลับสถานะด้วยพัลส์แรงดันไฟฟ้าสั้นๆ จากนั้นจึงคงอยู่ในสถานะใหม่โดยไม่มีการใช้พลังงานเป็นศูนย์

รีเลย์เหล่านี้ไม่มีแรงดันไฟฟ้าแบบดึง-หรือปล่อย เอกสารข้อมูลของพวกเขาจะระบุพัลส์การตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าเพื่อย้ายหน้าสัมผัสไปยังตำแหน่งที่มีพลังงานและพัลส์รีเซ็ตแรงดันไฟฟ้า (มักจะอยู่บนคอยล์แยกต่างหาก) เพื่อกลับไปยังตำแหน่งปกติ

ประโยชน์หลักคือการประหยัดพลังงานได้มหาศาล ทำให้รีเลย์ล็อคเหมาะสำหรับ-แอปพลิเคชันที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่หรือพลังงาน- ซึ่งต้องรักษาสถานะไว้เป็นเวลานาน

คอยล์ AC กับ DC

หลักการที่กล่าวถึงในคู่มือนี้ใช้กับรีเลย์คอยล์ DC{0}} เป็นหลัก รีเลย์คอยล์ AC-ได้รับการออกแบบให้แตกต่างออกไป

การทำงานของคอยล์ดีซีนั้นควบคุมโดยความต้านทานกระแสตรงและกระแสผลลัพธ์ อย่างไรก็ตาม การทำงานของคอยล์ AC ขึ้นอยู่กับอิมพีแดนซ์ที่ความถี่สายที่ระบุ (เช่น 50Hz หรือ 60Hz)

คอยล์ AC มักจะรวมวงแหวนบังแดดหรือคอยล์บังแดดไว้ด้วย นี่คือการกลึงทองแดงแบบสั้นเดี่ยวที่ฝังอยู่ที่ด้านหน้าของแกน โดยจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กแบบหน่วงเวลา ซึ่งจะทำให้กระดองยังคงอยู่ระหว่างจุด-การข้ามของคลื่นไซน์ไฟฟ้ากระแสสลับ วิธีนี้จะช่วยป้องกันเสียงฉวัดเฉวียนและการพูดคุยจากผู้ติดต่อ

ข้อมูลจำเพาะแรงดันไฟฟ้าแบบดึง{0}}เข้าและปล่อยจึงมีการกำหนดเป็นโวลต์ AC (VAC) และต้องได้รับการประเมินภายในบริบทของความเสถียรของแหล่งพลังงาน AC

สรุป: รากฐานของการควบคุมที่เชื่อถือได้

แรงดันไฟฟ้าแบบดึง-เข้าและปล่อยเป็นมากกว่าตัวเลขบนแผ่นข้อมูล กำหนดหน้าต่างการทำงานพื้นฐานของรีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้า ฮิสเทรีซิสที่สร้างขึ้นโดยช่องว่างระหว่างเกณฑ์ทั้งสองนี้เป็นกุญแจสำคัญในการรับประกันการสับเปลี่ยนที่สะอาด เสถียร และไร้การพูดคุย-

อย่างไรก็ตาม การออกแบบที่ประสบความสำเร็จจะต้องมองข้ามค่าอุณหภูมิห้องคงที่-เหล่านี้ ข้อความหลักของคู่มือนี้คือ วงจรที่แข็งแกร่งจะต้องคำนึงถึงปัจจัยโลกแห่งความเป็นจริง-แบบไดนามิกที่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพของรีเลย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งรวมถึงผลกระทบที่สำคัญของอุณหภูมิคอยล์และความแปรผันของแหล่งจ่ายไฟ

ด้วยการก้าวไปไกลกว่าเอกสารข้อมูลส่วนประกอบและพิจารณาทั้งระบบ-ตั้งแต่แหล่งพลังงานและวงจรขับไปจนถึงสภาพแวดล้อมการระบายความร้อนโดยรอบ- วิศวกรจึงสามารถจัดการพารามิเตอร์ที่สำคัญเหล่านี้ได้อย่างเหมาะสม วิธีการนี้ช่วยให้เราสามารถใช้ประโยชน์จากคุณลักษณะพื้นฐานของรีเลย์เพื่อสร้างวงจรควบคุมที่ไม่เพียงแต่ทำงานบนโต๊ะทำงานในห้องปฏิบัติการเท่านั้น แต่ยังเชื่อถือได้ในภาคสนามอีกด้วย

ดูเพิ่มเติม

กระบวนการผลิตรีเลย์และขั้นตอนการทดสอบ

การประยุกต์ใช้รีเลย์ในระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

วิธีแยกแยะระหว่างหน้าสัมผัสแบบเปิดปกติและแบบปิดตามปกติของรีเลย์

วิธีการเลือกรีเลย์และกล่องฟิวส์ยานยนต์ที่เหมาะสม