Zmniejszenie poboru mocy przekaźnika - utrzymywanie w porównaniu z prądem odbioru: 3 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Większość przekaźników wymaga początkowo większego prądu do uruchomienia niż jest to wymagane do utrzymania przekaźnika w stanie włączonym po zamknięciu styków. Prąd wymagany do podtrzymania przekaźnika (prąd podtrzymania) może być znacznie mniejszy niż prąd początkowy wymagany do jego uruchomienia (prąd odbioru). Oznacza to, że istnieje znaczna oszczędność energii, jeśli możemy zaprojektować prosty obwód, aby zmniejszyć prąd dostarczany do przekaźnika po jego włączeniu.

W tej instrukcji eksperymentujemy (z powodzeniem) z prostym obwodem, aby wykonać to zadanie dla jednego modelu przekaźnika 5VDC. Oczywiście w zależności od typu przekaźnika niektóre wartości elementów mogą wymagać modyfikacji, ale opisana metoda powinna działać dla większości przekaźników DC.

Krok 1: scharakteryzuj przekaźnik

Na początek zmierzyłem prąd pobierany przez przekaźnik przy różnych napięciach, a także ustaliłem, przy jakim napięciu przekaźnik spadnie, gdy napięcie zostanie obniżone. Na tej podstawie możemy również obliczyć impedancję cewki przekaźnika przy różnych napięciach za pomocą R = V / I. Pozostaje dość stały w zakresie od 137 do 123 omów. Na zdjęciu widać moje wyniki dla tego przekaźnika.

Ponieważ przekaźnik spada przy około 0,9 V lub przy przepływie prądu około 6 do 7 mA, będziemy dążyć do tego, aby cewka miała około 1,2 V lub około 9 do 10 mA prądu płynącego w stanie podtrzymania. To da trochę marginesu powyżej punktu odrzucenia.

Krok 2: Schemat obwodu

W załączeniu zdjęcie schematu. Sposób działania obwodu polega na tym, że po przyłożeniu 5 V, C1 jest chwilowo zwarciem, a prąd swobodnie przepływa przez C1 i R3 do podstawy Q1. Q1 jest włączony i na chwilę powoduje zwarcie na R1. Zasadniczo mamy więc 5V przyłożone do cewki K1, ponieważ pin 1 przekaźnika będzie miał potencjał prawie uziemienia, ponieważ Q1 jest chwilowo całkowicie włączony.

W tym momencie przekaźnik uruchamia się. Następnie C1 rozładowuje się przez R2 i będzie rozładowany w około 63% po 0,1 sekundy, ponieważ 100uF x 1000 omów daje stałą czasową tau lub RC 0,1 sekundy. (Możesz również użyć mniejszego kondensatora i większej wartości rezystora, aby uzyskać ten sam wynik, np. 10uF x 10K omów). W pewnym momencie, około 0,1 sekundy po włączeniu zasilania obwodu, Q1 wyłączy się i teraz prąd popłynie przez cewkę przekaźnika i przez R1 do masy.

Z naszego ćwiczenia charakteryzacyjnego wiemy, że chcemy, aby prąd podtrzymania przez cewkę wynosił około 9 do 10 mA, a napięcie na cewce około 1,2 V. Na tej podstawie możemy określić wartość R1. Przy napięciu 1,2 V na cewce jego impedancja wynosi około 128 omów, co również określono podczas charakteryzacji. Więc:

Rcewka = 128 omówRcałkowita = 5V/9,5ma = 526 omów

Rcałkowita = R1 + RwężownicaR1 = Rcałkowita - Rwężownica

R1 = 526 - 128 = 398 omówMusimy użyć najbliższej standardowej wartości 390 omów.

Krok 3: Budowa tabliczki chlebowej

Obwód działa dobrze ze stałą czasową 0,1 s dla C1 i R2. Przekaźnik włącza się i rozłącza natychmiast po przyłożeniu i odłączeniu 5 V oraz zatrzaskuje się po przyłożeniu 5 V. Przy wartości 390 omów dla R1 prąd podtrzymania przez przekaźnik wynosi około 9,5 mA w przeciwieństwie do zmierzonego prądu wzbudzenia 36,6 mA przy pełnym napięciu 5 V przyłożonym do przekaźnika. Oszczędność energii wynosi około 75%, gdy do podtrzymania przekaźnika używany jest prąd podtrzymania.